SIFAT - SIFAT FISIK LUMPUR DAN CARA PEMERIKSAAN

SIFAT- SIFAT FISIK LUMPUR DAN CARA PEMERIKSAAN

A.      SIFAT- SIFAT FISIK LUMPUR BOR

1.       Berat Jenis atau Density Lumpur (SG atau ppg)

2.       Viskositas atau Marsh Funnel (detik/quart) à 1 quart = 946 cc

3.       Sifat Rheology, Plastic Viscosity, Yield Point, App. Viscosity dan Gel Strength

a.       PV (cp)                           = q 600 - q 300

b.       YP (lbs/100ft²)             = q 300 – PV

c.        AV (cp)                          = q 600 : 2

d.       GS (lbs/100ft²) :

o                       GS 10 detik :  Aduk lumpur dengan Fan VG meter pada q 600 selama 10 detik lalu matikan Fan VG meter, kemudian diamkan selama 10 detik. Setelah 10 detik gerakan rotor pada q 3 dan baca simpangan maksimum.

o                       GS 10 menit : ulangi seperti diatas tp lama pendiaman lumpur selama 10 menit.

4.       Water Loss LPLT atau HTHP dan Mud Cake

Indikasi jumlah cairan yang masuk tergantung pada temperatur, tekanan dan padatan.

Tebal ampas (mud cake) berhubungan dengan prosentasi padatan, sifat kimia dan kestabilan Lumpur.

Tebal ampas (mud cake) dapat menyebabkan gesekan, torsi atau terjepitnya rangkaian dan dapat juga menaikkan kestabilan dinding lobang.

5.       Kadar Pasir (Sand Content)

Kandungan pasir dapat diperkirakan jumlahnya dengan alat sand content test. Alat ini terdiri dari saringan 200 mesh, garis tengah 2,5 inchi (62,5 mm), corong yang bisa dipasangkan pada saringan tersebut, dan gelas ukur measuring. Gelas measuring tersebut diberi tanda beberapa Lumpur yang harus diukur sehingga hasilnya dapat dibaca langsung berapa % pasir yang terkandung didalam lumpur.

Prosedur percobaan :

o    Masukan lumpur kedalam tabung gelas measuring sehingga sampai dengan tanda yang ada.

o    Tambahkan air sampai dengan tanda yang ada, tutup tabung gelas measuring dengan tangan dan kocok hingga rata.

o    Tuangkan campuran lumpur dengan air yang sudah dikocok rata, diatas saringan sehingga pasiran tertinggal pada saringan dan airnya terbuang.

o    Bilaslah tabung gelas dengan air dan tuangkan kembali keatas saringan, sehingga pasiran yang tertinggal bersih dari sisa-sisa lumpur.

o    Baliklah saringan dan pasangkan dengan corong yang dihubungkan dengan tabung measuring.

o    Tuangkan air keatas saringan yang sudah dibalik tersebut, sehingga pasir akan turun ke bawah dan terlampung di dalam gelas measuring.

o    Diamkan beberapa saat hingga pasir mengendap semua ke dasar gelas measuring.

o    Baca berapa % kandungan pasir yang ditunjukkan pada gelas measuring.

6.       Kadar air, minyak dan solid (Retort)

Pengukuran kadar minyak, air dan solid digunakan destilasi. Destilasi ini dipakai untuk mengetahui berapa jumlah cairan didalam lumpur sejumlah tertentu (10 ml atau 20 ml) lumpur ditempatkan didalam suatu tempat dan dipanaskan sampai bagian-bagian cairan menguap, uap ini diletakkan suatu alat pendingan (condesor), sehingga mengembun kembali dan ditampung dengan gelas pengukur ukuran 100%. Sedangkan padatannya baik yang terlarut maupun tersuspensi akan tertinggal, sehingga jumlahnya adalah perbedaan dari jumlah yang dipanaskan dengan cairan yang diembunkan.

Prosedur percobaan :

o    Masukkan lumpur kedalam mud cup sampai penuh, ditekan dengan penakar sehingga tepat 20 cc (100%) volume mud cup, dan tumpahan-tumpahan lumpur dibersihkan.

o    Teteskan atau tambahkan 2 tetes liquid steel woll, untuk mencegah pendidihan yang terlalu tinggi.

o    Pasang atau sekrupkan heating elemen pada mud cup.

o    Pasang kabel listrik pada bagian atas heater, lalu masukan pada lubang di kondensornya.

o    Letakkan gelas ukur ukuran 100% dibawah saluran kondesor, lalu panaskan sampai fraksi cairan dari lumpur, terdestilasi dan masuk kedalam gelas ukur tersebut.

o    Biasanya waktu destilasi adalah 15 – 25 menit, kadar air dan minyak dapat langsung terbaca digelas ukurnya.

o    Agar batas air dan minyak di dalam gelas ukur tersebut lebih jelas terlihat maka dapat diteteskan (ditambahkan) 2 tetes larutan Aerosol.

o    Kadar solid yaitu kerak yang tertinggal melekat pada heating elemen diketahui dengan menghitung sisa prosentase dari jumlah cairan (air dan minyak) yang ada pada gekas ukur.

o    Volume lumpur di dalam mud cup adalah 100%.

o    Sudah selesai percobaan alat tersebut heating elemen mud cup di buka lalu dibersihakan.

o    Laporkan hasilnya (berapa air, minyak dan solid/padatan dalam satuan %)

B.      SIFAT- SIFAT KIMIA LUMPUR BOR

1.       pH Lumpur atau Filtrate

pH adalah suatu ukuran yang menyatakan derajat kebasahan dari suatu cairan. PH dari lumpur perlu diketahui karena semua tahu bahwa kita tidak menghendaki lumpur yang bersifat asam (korosif).

2.       Alkalinity Pm, Pf dan Mf

Alkalinity dapat didefinisikan sebagai daya kekuatan suatu larutan basa yang diukur dengan jumlah maksimum dari ekivalensi asam yang dapat bereaksi dengan basa tersebut, untuk membentuk suatu garam.

Didalam water base mud, jenis dan jumlah dari alkalinity harus selalu dikontrol, agar dapat berlangsungnya suatu pola aliran yang baik, daya agar yang cukup, pengontrol korosi, daya clay yang optimum, pengontrol laju tapisan dan sifat inhibitive dari lumpur.

a.       Alkalinity Pm

Alkalinity Pm didefinisikan sebagai jumlah ml 0.02 N H₂SO₄ yang dibutuhkan untuk mencapai titk akhir indicator phenolpthaline (pH 8.3) dari lumpur.

Prosedur percobaan :

o    Ambil 1 ml Lumpur dengan syringe pada cawan titrasi.

o    Tambahkan 2 tetes phenolpthaline, warna menjadi merah jambu.

o    Titrasi dengan larutan asam sulfate (H₂SO₄) 0.02 N sampai kembali warna semula.

o    Catat berapa ml asam sufate (H₂SO₄) 0.02 N sebagai Pm dalam ml.

b.       Alkalinity Pf

Alkalinity Pf adalah indikasi langsung dari jumlah hydroxyl ion OH yang ada didalam filtrate, lumpur untuk menjaga harga Pf yang diinginkan biasanya dengan menambahkan caustic soda atau lime.

Alkalinity Pf didefinisikan sebagai jumlah ml 0.02 N H₂SO₄ yang dibutuhkan untuk mencapai titk akhir indicator phenolpthaline (pH 8.3) dari 1 ml filtrate.

Prosedur percobaan :

o    Ambil 1 ml filtrate, gunakan syringe dan masukan kedalam cawan titrasi.

o    Encerkan dengan air suling 25 ml bila perlu.

o    Tambahkan 4 – 5 tetes indicator phenolpthaline, kemudian warna berubah menjadi merah jambu (bila pH 8.33).

o    Titrasi dengan larutan asam sulfate (H₂SO₄) 0.02 N, mengguanakan pipet, sampai warna merah jambu berubah kembali ke warna semula.

o     Catat asam sulfate (H₂SO₄) yang dipakai dalam ml sebagai alkalinity Pf.

c.        Alkalinity Mf

Alkalinity Mf adalah jumlah ml asam sufate (H₂SO₄) yang dibutuhkan untuk mencapai titik akhir titrasi indicator methyl orange brom gresol green (pH 4.3)

Mf adalah alkalinity yang ditimbulkan oleh total anion yang ada, termasuk hydroxyl (OH^-) carbonate (CO₃^2-) dan bicarbonate (HCO₃^2-).

Harga Mf yang jauh lebih besar daripada Pf (Mf / Pf = 5), menunjukkan bahwa ion bicarbonate mendominasi alkalinity filtrate dan tidak tersediannya ion OH^- sehingga lignosulfonate tidak bekerja maka dari itu lumpur harus ditambahkan lime (CaOH₂) untuk mengikat ion carbonate. Problem kontaminasi carbonate dapat terjadi jika ada kick, gas CO₂ atau pemakaian soda ash (Na₂CO₃) yang berlebihan.

Prosedur percobaan :

o    Ambil I ml filtrate dengan syringe, masukkan kedalam cawan titrasi (hasil pengukuran Pf).

o    Tambahkan bila perlu dengan 10 ml air suling (aquades).

o    Tambahkan 2 tetes indicator methyl orange brom gresol green, akan terjadi warna biru.

o    Titrasi dengan asam sulfate (H₂SO₄) 0.02 N, sampai warna hijau pupus.

o    Catat berapa ml H₂SO₄ yang dipakai dan laporkan Mf sebagai total H₂SO₄ yang dipakai (termasuk harga Pf).

3.       Alkalinitas kadar garam (ion chlorida)

Prosedur percobaan :

o    Ambil 1 ml sampai 10 ml filtrate, tuangkan kedalam cawan titrasi, tambahkan sampai 50 ml air suling (aquades) jika perlu.

o    Tambahkan 3 tetes indicator phenolpthaline kalau lumpur banyak mengandung phospate tambahkan 10 – 15 tetes larutan calcium acetate.

o    Tambahkan 4 tetes indicator potassium chromate untuk memberikan warna kuning pada contoh.

o    Titrasi dengan perak nitrat (AgNO₃) 0.0282 N atau 0.282 N tetes demi tetes sambil dikocok, sampai penetrasian ditandai dengan berubahnya warna dari kuning ke orange atau merah bata.

o    Laporkan harga Cl^- hasil perhitungan :

Hitung chlorida (Cl^-) sebagai berikut :

Kadar Cl^- adalah mg/l = ml Perak Nitrate (AgNO₃) x 10000

                                                                                ml contoh

Apabila larutan standar = 1 ml Cl^- atau 47.910 gram AgNO₃ per liter (0.282 N), maka Cl^- dalam mg/l atau ppm.

Kadar Cl^- adalah mg/l = ml Perak Nitrate (AgNO₃) x 1000

                                                                                ml contoh

Apabila larutan standar = 1 ml Cl^- atau 4,7910 gram AgNO₃ per liter (0.0282 N), maka Cl^- dalam mg/l atau ppm.

4.       Alkalinitas kesadahan (total hardness)

Air soda (hard water) diartikan air yang mengandung larutan garam calcium dan magnesium. Total hardness (kesadahan) cara ini dipakai untuk mencari derajat kesadahan dari air tapisan (filtrate Ca²⁺ dan Mg²⁺ bersama-sama).

Prosedur percobaan :

o    Ambil 1 ml air tapisan dari lumpur untuk diukur kadar Ca²⁺ menggunakan syringe, masukan kedalam cawan titrasi.

o    Tambahkan larutan strong buffer 4 tetes.

o    Tambahkan larutan manver indicator 2 tetes, warna berubah akan tampak, jika mengandung calcium atau magnesium.

o    Titrasi larutan standard versenate (hardness) sehingga warna berubah dari merah anggur ke warna biru.

o    Laporkan harga total hardness (kesadahan) hasil perhitungan.

ml larutan hardness x 1000 = Hardness dalam ppm sebagai CaCO₃

                ml contoh

dalam ppm sebagai CaCO₃ ppm dari calcium = 0.4 ppm CaCO₃.

Atau

ml larutan filtrate x 400 = Ca²⁺ ppm

                ml contoh

Adanya konsentasi lignite dalam lumpur akan mempengaruhi harga calcium.

5.       Cation Exchange Capacity (CEC) dan  MBT

Tujuannya adalah mengukur padatan yang aktif didalam system lumpur bor.

Prosedur percobaan :

o    Ambil 1 ml contoh Lumpur kedalam gelas erlemeyer.

o    Tambahkan 10 ml air suling kedalam erlemeyer.

o    Tambahkan 1 ml hydrogen peroxida dan 0.5 ml asam sulfate 5 N.

o    Panaskan (didihkan) pelan-pelan selama 10 – 15 menit, dengan temperature 300⁰F.

o    Sudah mendidih, hot plate matikan dan sample (contoh) yang akan ditest tunggu sampai dingin.

o    Tambahkan air suling (aquades) sampai 50 ml di gelas erlemeyer.

o    Tambahkan (titrasi) larutan methyl blue 0.5 ml, dengan pipet, tiap penambahan 0.5 ml methyl blue dilakukan pengetesan pada kertas saring (filter paper) hingga tecapai perubahan warna yang lebih muda yang membentuk cincin di kertas tetesan, mengelilingi padatan.

o    Jika perubahan warna tercapai maka aduk selama 2 menit dan ulangi tetesan di kertas saring (filter paper).

o    Titik akhir perubahan warna telah tercapai maka harga CEC / MBT dapat diketahui dari banyaknya methyl blue yang dipakai.

o    Laporkan pengukuran cation dari lumpur sebagai methyl blue capacity, hitung sebagai berikut:

Methyl Blue Capacity =    cc Methyl Blue

                                                                            cc Sample (lumpur)

                        Bentonite lb per bbl lumpur = 5 x Methyl Blue Capacity

                        Bentonite kg per m³ lumpur = lb/bbl x 2,85