Konten [Tampil]
Viskositas dan gel strength merupakan bagian yang pokok dalam sifat-sifat rheology fluida pemboran. Pengukuran sifat-sifat rheology fluida pemboran penting mengingat efektivitas pengangkatan cutting merupakan fungsi langsung dari viskositas. Sifat gel pada lumpur juga penting pada saat round trip sehingga viskositas dan gel strength merupakan sebagian dari indikator baik tidaknya suatu lumpur.
Fluida pemboran dalam percobaan ini adalah lumpur pemboran. Lumpur pemboran ini mengikuti model-model rheology Bingham Plastic, Power Law dan Modified Power Law. Diantara ketiga model ini, Bingham Plastic merupakan model yang sederhana untuk fluida Non-Newtonian.
Yang dimaksud dengan fluida Non-Newtonian adalah fluida yang mempunyai viskositas tidak konstan, bergantung pada besarnya geseran (shear rate) yang terjadi. Di bawah ini adalah suatu plot pada kertas koordinat rectangular dari viskositas vs shear rate untuk fluida ini. Pada setiap shear rate tertentu fluida mempunyai viskositas yang disebut apparent viscosity dari fluida pada shear rate tersebut.
 |
| Plot Koordinat Recangular dari Viskositas vs Shear Rate |
Berbeda dengan fluida Newtonian yang mempunyai viskositas konstan, fluida Non-Newtonian memperlihatkan suatu yield stress - suatu jumlah tertentu dari tahanan dalam yang harus diberikan agar fluida mengalir seluruhnya. Perhatikan Gambar di bawah ini.
 |
| Shear Stress vs Shear Rate |
Pengukuran viskositas yang sederhana dilakukan dengan menggunakan alat Marsh Funnel. Viskositas ini adalah jumlah detik yang dibutuhkan lumpur sebanyak 0.9463 liter (1 quart) untuk mengalir keluar dari corong Marsh Funnel. Bertambahnya viskositas ini direfleksikan dalam bertambahnya apparent viscosity. Untuk fluida Non-Newtonian, informasi yang didapat dengan Marsh Funnel memberikan suatu Gambaran rheology fluida yang tidak lengkap sehingga biasa digunakan untuk membandingkan fluida yang baru (awal) dengan kondisi sekarang.
 |
| Marsh Funnel |
Berikut ini adalah beberapa istilah yang selalu diperhatikan dalam penentuan rheology suatu lumpur pemboran :
Viskositas plastik (plastic viscosity) seringkali diGambarkan sebagai bagian dari resistensi untuk mengalir yang disebabkan oleh friksi mekanik.
Yield point adalah bagian dari resistensi untuk mengalir oleh gaya tarik-menarik antar partikel. Gaya tarik- menarik ini disebabkan oleh muatan-muatan pada permukaan partikel yang di dispersi dalam fasa fluida.
Gel strength dan yield point keduanya merupakan ukuran dari gaya tarik menarik dalam suatu sistem lumpur. Bedanya, gel strength merupakan ukuran gaya tarik- menarik yang statik sedangkan yield point merupakan ukuran gaya tarik-menarik yang dinamik.
BACA JUGA :
Penentuan harga shear stress dan shear rate yang masing-masing dinyatakan dalam bentuk penyimpangan skala penunjuk (dial reading) dan RPM motor pada Fann VG viscometer, harus diubah menjadi harga shear stress dan shear rate dalam satuan dyne/cm2 dan detik-1 agar diperoleh harga viskositas dalam satuan cp (centipoise).
Adapun persamaan tersebut sebagai berikut :
dimana :
𝞃 = Shear stress, dyne/cm2
𝝲 = Shear rate, detik-1
C = Dial reading, derajat
N = Rotation per minute RPM dari rotor
Penentuan viskositas nyata (𝝻a) untuk setiap harga shear rate dihitung berdasarkan hubungan :
 |
| Viskometer Fann VG |
Untuk menentukan plastic viscosity (𝝻p ) dan yield point (Yp) dalam field unit digunakan persamaan Bingham Plastic berikut :
 |
| Bingham Plastic |
dimana :
𝝻p = Plastic viscosity, cp
Yb = Yield point Bingham, lb/100 ft2
C600 = Dial reading pada 600 RPM, derajat
C300 = Dial reading pada 300 RPM, derajat
Harga gel strength dalam 100 lb/ft2 diperoleh secara langsung dari pengukuran dengan alat Fann VG. Simpangan skala penunjuk akibat digerakkannya rotor pada kecepatan 3 RPM, langsung menunjukkan harga gel strength 10 detik atau 10 menit dalam 100 lb/ft2.
