Konten [Tampil]
Adanya pengaruh invasi cairan (filtrat) dan invasi partikel padat yang masuk ke pori-pori batuan formasi di sekitar lubang sumur dapat menyebabkan kerusakan formasi.
A. Invasi Cairan (filtrat)
Kontak dengan fluida lain adalah dasar yang menyebabkan terjadinya formation damage. Fluida dari luar tersebut mungkin lumpur pemboran, fluida penyemenan dan fluida komplesi. Kelemahan dari formasi tertentu untuk terjadinya kerusakan oleh fluida asing besarnya tergantung pada kandungan material solid/padatan di dalamnya, terutama kandungan claynya. Sebagai contoh formasi "dirty sand" yang mempunyai kandungan clay tinggi pada umumnya bersifat sangat sensitif terhadap adanya filtrat dari lumpur fresh water base yang digunakan pada saat operasi pemboran sehingga akan menimbulkan hidrasi dan swelling pada partikel-partikel clay. Pengaruh viscositas meliputi emulsi dan juga penyumbatan oleh fluida-fluida treating yang berviscositas tinggi. Adanya invasi fluida asing juga akan mengendapkan padatan-padatan seperti garam-garam yang tidak dapat larut, aspal atau lilin (wax). Filtrat air asin dapat menyebabkan problem yang bersifat tidak terlalu berbahaya, dan dalam beberapa hal dapat mengurangi ukuran partikel dan meningkatkan permeabilitas minyak.
Proses invasi filtrat dalam pemboran terjadi dalam dua fase, yaitu :
a. Dynamic Filtration
Yaitu proses invasi filtrat yang terjadi pada kondisi dinamik di mana terdapat sirkulasi fluida pemboran dan rotasi rangkaian pipa. Filtrasi pada kondisi ini paling besar yaitu 70%-90% volume filtratnya, karena pembentukan kerak lumpur (mud cake) akan hilang akibat adanya erosi dari aliran sirkulasi fluida.
Saat permukaan batuan terlihat untuk pertama kalinya, laju filtrasi akan sangat tinggi dan kerak lumpur terbentuk dengan cepat. Setelah beberapa waktu setelah kerak lumpur cukup tebal, filtrasi semakin berkurang dan pembentukan kerak lumpur berikutnya akan konstan.
b. Static Filtration
Proses filtrasi terjadi dalam kondisi static di mana tidak terdapat sirkulasi fluida pemboran dan rotasi rangkaian pipa bor. Pada kondisi ini kerak lumpur terbentuk sempurna sehingga invasi filtrat berikutnya menjadi lebih sedikit. Filtrasi yang dihasilkan pada kondisi statik relatif lebih kecil dibandingkan pada kondisi dinamik.
Sementara pada operasi penyemenan, invasi filtrat berasal dari bubur semen yang digunakan untuk menempelkan casing dengan dinding sumur. Kelebihan kadar air dalam bubur semen akan menyebabkan invasi filtrat kedalam formasi semakin banyak pada saat semen kering. Kadar air yang berlebihan menyebabkan rendahnya viscositas semen dan meskipun memudahkan dalam pemompaan semen kedalam sumur, tetapi hasilnya kurang baik ditinjau dari segi kekuatan semen serta mempunyai daya hambat yang rendah.
Filtrat fluida yang terinvasi ke dalam formasi dapat menimbulkan pengaruh negatif yang merugikan antara lain:
• Pengembangan lempung (clay swelling)
Invasi filtrat kedalam formasi menyebabkan lempung yang ada di formasi mengembang beberapa kali lipat volumenya, sehingga menimbulkan penyumbatan pori-pori batuan disekitar sumur.
• Water Block
Invasi filtrat yang terus terjadi sebelum tahap produksi akan menyebabkan harga saturasi air di sekitar lubang sumur meningkat. Dan setelah memasuki tahap produksi kondisi ini akan menyebabkan aliran minyak ke lubang sumur terhalang.
• Emulsi
Emulsi antara lain terbentuk karena bertemunya dua macam fluida yang dalam kondisi normal tidak dapat bercampur, dalam hal ini minyak dengan filtrat fluida. Dengan bertambahnya filtrat akan mendorong emulsi yang sudah ada semakin jauh dari lubang sumur, sehingga memasuki tahap produksi dapat menghalangi aliran minyak ke lubang sumur.
• Perubahan sifat kebasahan (wettabilitas) batuan.
Kandungan bahan-bahan kimiawi yang ada dalam fluida filtrat seperti surfactant, dapat menyebabkan terjadinya perubahan sifat kebasahan batuan. Perubahan sifat kebasahan ini menyebabkan aliran air menjadi lebih mudah dan sebaliknya minyak menjadi lebih sulit sehingga pada akhirnya akan menyebabkan produksi air akan meningkat.
• Pembentukan endapan scale
Sebelum tahap produksi, endapan scale cendrung terbentuk akibat bertemunya dua jenis air yang mempunyai kandungan ion yang berbeda. Ion-ion ini akan bereaksi dan membentuk endapan scale
B. Invasi Padatan
Invasi partikel padat dapat berasal dari material fluida pemboran, bubur semen, fluida komplesi maupun dari serbuk bor (cutting) yang berukuran sangat halus. Jenis invasi partikel padat tersebut adalah :
a. Plugging yang berhubungan dengan padatan
Plugging atau sumbatan karena padatan terjadi pada permukaan dari formasi di lubang perforasi atau di formasinya sendiri. Sedangkan padatan tersebut dapat berupa material pemberat lumpur bor, material pencegah hilang sirkulasi, partikel semen pemboran, atau juga cutting dari proses perforasi.
b. Fine migration
Fine migration atau butiran halus yang bergerak dapat terjadi karena penyebab tersebut di atas. Pada formasi batupasir yang mempunyai kandungan mineral clay dalam komposisi kimia batuannya, maka butiran halus yang bergerak ini dapat berasal dari mineral-mineral penyusun clay seperti kaolinit, illit, smectite maupun chlorite. Timbulnya migrasi clay tersebut akibat terjadi kontak antara fluida formasi dengan fluida dari luar seperti yang telah disebutkan diatas, sehingga menyebabkan terjadinya perubahan salinitas dan pH air di sekitar clay yang berakibat keseimbangan mineral-mineral clay dalam batuan formasi terganggu yang mana akan menyebabkan timbulnya penyumbatan pori-pori batuan (pore filling), swelling, pore lining atau grain coating sehingga permeabilitas batuan menurun.
Dalam sistem aliran radial, adanya penurunan permeabilitas di sekitar lubang bor akan menghasilkan penurunan produktifitas secara serius. Penurunan permeabilitas absolut ini disebabkan karena adanya partikel-partikel yang bermigrasi kemudian menempel pada pori-pori dan kemudian akan menyumbat saluran pori-pori tersebut. (Gambar 3.1.)
Partikel-partikel dapat bergerak melalui sistem pori batuan, partikel-partikel tersebut adalah clay, feldspar dan mineral-mineral lain yang melekat atau terkandung pada matrik batuan. Akan tetapi dari test laboratorium menunjukkan bahwa jika kecepatan aliran diperbesar, maka partikel tersebut dapat bergerak dari satu celah ke celah yang lainnya. Jika celah pori berikutnya besar, maka kecepatan aliran mengecil dan partikel dapat mengendap. Jika beberapa partikel bergerak melalui celah-celah tersebut bertemu dengan pori yang lebih kecil, maka partikel akan membentuk suatu bridge. Adanya beberapa bridge dapat menyebabkan penyumbatan dan fluida akan mencari jalan kecil yang lain.
 |
| Model Penjebakan Partikel (Economides, 1993) |
