Topik Utama TEROBOSAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGI RIG CBM LEMIGAS - BALITBANG ESDM Panca Wahyudi S. dan Usman Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”
[email protected]
SARI Coalbed Methane (CBM) merupakan salah satu sumber daya energi strategis yang cukup potensial dan diharapkan dapat membantu pasokan kebutuhan gas nasional dalam rangka diversifikasi energi. Potensi CBM Indonesia berdasarkan hasil studi Advance Research International (ARI) dengan Ditjen Migas dan Bank Pembangunan Asia tahun 2003 diperkirakan sebesar 453 Tcf (453x109 cubic feet). Potensi yang demikian besar telah menarik minat pelaku bisnis mengembangkan sumber energi baru ini. Sampai dengan Juni 2013 telah ditandatangani 54 Wilayah Kerja (WK) CBM, akan tetapi sampai dengan tahun 2013 baru 11 KKS yang melakukan pemboran program corring dan baru 4 SKKS CBM yang sudah pada tahap Dewatering. Pengembangan lapangan CBM memerlukan biaya tinggi, salah satunya diakibatkan oleh belum banyak tersedia jenis Rig khusus CBM yang aman, efisien, handal dan murah. Pada tahun 2013 dalam programnya SKK MIGAS mencanangkan sebagai tahun pemboran di mana tidak kurang dari 412 sumur CBM akan dibor hingga tahun 2015, data dari APMI (Asosiasi Pemboran Minyak Indonesia) menyatakan ketersediaan Rig yang ada di Indonesia belum bisa mencukupi untuk program pemboran SKK MIGAS. Berawal dari permasalahan tersebut Badan Litbang ESDM melalui LEMIGAS menginginkan agar industri manufaktur di Indonesia dapat membuat dan mengembangkan Rig CBM dengan nilai Total Komponen Dalam Negeri (TKDN) yang terus meningkat. Diharapkan perkembangan industri manufaktur Rig CBM dapat bersaing dengan produk luar dan berkembang sejalan dengan perkembangan industri CBM di Indonesia. Desain pembuatan Rig CBM ini merupakan Prototipe Rig dengan perpaduan teknologi yang digunakan dalam Rig Migas dan Rig Tambang dengan spesifikasi kemampuan setara dengan Rig Migas berkapasitas 350 HP. Komponen TKDN telah mencapai lebih dari 40% pada pembuatan Rig CBM ini, meliputi beberapa bagian struktur Rig antara lain unit carrier rig yang terdiri dari chasis, cabin, roda dan sistem elektrik telah dibuat dalam negeri, serta beberapa komponen pada peralatan mesin, hidrolik, dan menara (mast). Unit pembawa Rig CBM (carrier) didesain dengan kondisi lebar jalan di Indonesia dan menggunakan sistem penggerak roda 8 x 8 dengan sistem otomatis, sehingga cocok dioperasikan pada medan berat dan berlumpur seperti kondisi geografis Indonesia. Kata kunci : pengembangan teknologi Rig CBM, nilai Total Komponen Dalam Negeri (TKDN)
Terobosan Pengembangan Teknologi Rig CBM...........; Panca Wahyudi S. dan Usman
39
Topik Utama 1. PENDAHULUAN Dalam pengembangan industri CBM di Indonesia jumlah kontrak kerja yang telah ditandatangani memperlihatkan perkembangan yang cukup menarik. Puncak minat investor terhadap industri CBM di Indonesia terjadi di tahun 2013 dengan telah adanya 54 kontrak kerja CBM yang sudah ditandatangani. Berdasarkan hasil studi Advance Research International (ARI) dengan Ditjen Migas dan Bank Pembangunan Asia tahun 2003 diperkirakan cadangan CBM sebesar 453 triliun kubik feet (Tcf) tersebar pada 11 cekungan di pulau Sumatra, Kalimantan, Sulawesi, dan Jawa (ARI, 2003). Sedangkan data terbaru cadangan CBM berdasarkan wilayah kerja aktif 2014 yaitu Sumatra (22 WK) sebesar 43,6 triliun kubik feet (Tcf) dan Kalimantan (32 WK) sebesar 94,8 triliun kubik feet (Tcf). Tipikal produksi sumur gas CBM sangat berbeda dengan produksi sumur gas konvensional, dimana sumur gas CBM butuh waktu lama untuk mulai produksi dan laju alir relatif kecil, berkisar 0,2 juta standar kubik feet (MMscf) per hari. Sehingga akan diperlukan jumlah sumur yang sangat banyak untuk mencapai tingkat produksi ekonomis pengusahaan CBM. Banyaknya jumlah sumur yang harus di bor per tahun membutuhkan dukungan ketersediaan rig dalam jumlah yang cukup. Selain kegiatan pemboran, masih diperlukan tambahan rig untuk menunjang kegiatan perbaikan dan kerja ulang sumur. Kebutuhan rig pemboran dan kerja ulang dengan kapasitas kecil sampai menengah akan menjadi sangat banyak bila pengusahaan lapangan CBM mulai masuk fase pengembangan. Rig yang tersedia saat ini, umumnya jenis rig migas yang memiliki peralatan sangat komplek dan memerlukan jumlah awak rig yang banyak. Akibatnya biaya operasi pemboran dan kerja ulang sumur CBM menjadi sangat mahal. Penggunaan rig tambang yang relatif murah menjadikan satu alternatif yang dapat digunakan
40
untuk pemboran CBM. Dengan melakukan beberapa modifikasi yaitu penambahan peralatan blow out preventer (BOP), loading ram, dan substructure untuk meninggikan posisi meja bor. Akan tetapi Rig tambang (Gambar 1) memiliki banyak kelemahan salah satu diantaranya tentang kemampuan angkat rig yang sangat kecil, maksimum hanya sekitar 30 ton, sehingga rangkaian pipa bor yang digunakan tidak seperti halnya pada pemboran migas. Hanya saja rig tambang memiliki kelebihan dapat memberikan beban tekan ketika pelaksanaan corring dilakukaan pada kedalaman yang masih dangkal.
Gambar 1. Rig Tambang (brosur Cortech) Dari data APMI jumlah rig dengan kapasitas 351500 HP hanya 83 unit atau 24% dari total kebutuhan. Jumlah tersebut hanya memenuhi rasio penyediaan sebesar 69% dari total kegiatan sumur CBM tahun 2014 yang mencapai 119 program kerja sumur. Jumlah rig pada kapasitas tersebut masih bersaing untuk kebutuhan kerja ulang sumur migas. Praktis tidak ada pilihan lain bagi KKKS CBM untuk menggunakan jenis rig migas yang umumnya memiliki kapasitas besar, peralatan yang komplek dan memerlukan jumlah awak rig yang banyak. Akibatnya biaya operasi pemboran dan kerja ulang sumur CBM menjadi sangat mahal. Hal ini menjadi salah satu faktor penyebab keekonomian pengusahaan CBM menjadi marginal, selain faktor regulasi dan tumpang tindih lahan, sehingga industri CBM nasional belum memperlihatkan gambaran yang menggembirakan.
M&E, Vol. 12, No. 3, September 2014
Topik Utama Berdasarkan peluang dan tantangan seperti diuraikan di atas, Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral melalui LEMIGAS mengembangkan prototype rig CBM yang memenuhi standar internasional, relatif murah, handal, dan mudah operasionalnya dengan tingkat kandungan lokal tinggi. Melalui kegiatan ini diharapkan dapat mendorong manufaktur rig CBM dalam negeri serta menunjang pengusahaan industri CBM yang mandiri, efisien, dan kompetitif dalam rangka memperkuat ketahanan energi dan mewujudkan kemandirian industri energi nasional.
2. KONSEP PENGEMBANGAN RIG CBM Konsep yang diambil pada rancang bangun CBM adalah menggabungkan dua buah konsep antara Rig konvensional Migas dengan Rig Tambang, dengan mengambil spesifikasi keunggulan dari masing-masing jenis rig tersebut diharapkan dapat membangun sebuah Rig CBM yang murah, handal, ekonomis dan tangguh. Beberapa beberapa keunggulan yang ingin diambil seperti : – Rig dapat memberikan kemampuan angkat yang cukup besar. – Rig bisa memberikan beban tekan pada saat operasi pemboran/corring diluar berat rangkaian yang diberikan – Rig bisa dioperasikan pada lahan yang terbatas – Rig bisa dioperasikan dengan jumlah operator yang sedikit/efisien – Rangkaian BOP bisa dipasang di bawah Rig – Rig dapat dimobilisasi dengan cepat, baik pada medan yang berat atau berlumpur – Mudah dan cepat dalam pelaksanaan Rig Up dan Rig Down-nya – Biaya pengoperasian Rig harus bisa lebih murah Untuk dapat membangun Rig CBM yang unggul dan murah, maka beberapa upaya perancangan desain dilakukan dengan mengacu pada Rig CBM yang telah ada di pasaran dan menambah beberapa bagian untuk menjadikan Rig CBM
yang lebih unggul (Panca, W, dkk, 2013) di antaranya meliputi : – Operasional sistem putar pada Rig CBM dipilih mengguakan sistem Top Drive – Operasional naik turunnya Top Drive dijalankan dengan sistem hidraulik – Desain menara Rig CBM dipilih yang kompak agar bisa menahan beban lebih dari kemampuan kapasitas angkatnya – Tempat meja kerja/dudukan slip rangkaian pipa bor dapat diatur naik turun dengan ketinggian bisa mencapai 1,5 meter untuk tempat BOP – Chassis pada truk (carrier) harus mampu menopang beban yang cukup berat – Truk dilengkapi dengan 4 bual axle yang mampu menopang berat Rig pada waktu operasional dan ditambah dengan 2 buah axle pada Rignya sendiri. – Truk berpenggerak 8x8 dengan engine yang dipilih dari Caterpilar Type C13 yang memiliki kapasitas tenaga 440 Hp @ 1800 rpm – Semua sistem digerakkan dengan menggunakan sistem hidraulik.
3. RANCANG BANGUN RIG CBM Rancang bangun sebuah Rig CBM yang telah dibangun oleh LEMIGAS melalui Petrodrill merupakan Rig yang mempunyai kemampuan setara dengan Rig konvensional 350 HP. Karena kebutuhannya untuk tujuan penghematan dalam pengembangan lapangan CBM, maka pengoperasiannya Rig CBM ini didesain untuk : – Bisa beroperasi pada lahan yang sempit, – Personil pengoperasian yang lebih sedikit, – Rig up dan Rig down yang lebih cepat dan mudah – Perpindahan peralatan Rig yang sangat fleksibel – Pemakaian bahan bakar yang lebih hemat Bila dilihat dari kedalaman rata-rata reservoir CBM di Indonesia yang berkisar antara 500 - 1200 meter, maka kemampuan Rig CBM yang dibangun harus bisa memenuhi kebutuhan untuk mengebor maupun corring pada kedalaman tersebut.
Terobosan Pengembangan Teknologi Rig CBM...........; Panca Wahyudi S. dan Usman
41
Topik Utama Berikut spesifikasi Rig CBM yang dibangun bila dibandingkan dengan Rig konvensional 350 HP Tabel 1. Perbandingan spesifikasi Rig CBM dengan Rig 350 Diskripsi Kemampuan Rig
Rig CBM
350 HP
Drilling depth (3-1/2"DP), ft (m)
4921 (1500)
6561 (2000)
Drilling depth (4-1/2"DP), ft (m)
3280 (1000)
4921 (1500)
Workover depth (2-7/8" Tubing), ft (m)
8202 (2500)
11483 (3500)
Hook load, lb (ton)
132000 (60)
200000 (100)
Derrick net height, ft (m)
49 (15)
101 (31)
Power head speed, rpm
0 - 165
0 - 120
Yang membedakan antara Rig CBM yang dibangun dengan Rig konvensional 350 HP adalah dalam hal sistem pengoperasiannya seperti diperlihatkan pada Tabel 2. 3.1. Desain Rig Yang Dibangun Desain Rig CBM yang dibangun terdiri dari 2 komponen utama, yaitu truk pembawa dan unit menara, adapun gambar dari desain Rig CBM yang telah dibuat ditunjukkan pada Gambar 2.
Tabel 2. Perbedaan Rig CBM dengan Rig 350 HP Rig CBM (Rancang Bangun)
Diskripsi
Rig Conventional
Sistim Putar Rangkaian Pipa Bor
Menggunakan Top Drive
Menggunakan Rotari Table
Sistim Angkat Rangkaian Pipa Bor
Menggunakan Hydrolik dengan power pack
Menggunakan ware line dengan bantuan draw work
Satu Join
Dua Joint
Lebih minim
Luas
Sedikit (4 Orang)
Banyak (7 orang)
Kemampuan Cabut Rangkaian Lahan untuk pengoperasian Pekerja dalam pengoperasian
Bagian-bagian terdiri dari : 1. Chassis 2. Power System 3. Mash 4. Rotating Operation Platform 5. Top Drive Power Head 6. Injection System 7. Mud Circulation Line 8. Hydrolic Control system 9. Lubrication System 10. Air System 11. Drill Pipe Converting device 12. Electric System 13. Raising and pressurization syastem 14. Hydraulic Crane
Gambar 2. Desain Rig CBM
42
M&E, Vol. 12, No. 3, September 2014
Topik Utama 3.2. Spesifikasi Rig CBM
3.3. Pelaksanaan Rancang Bangun Rig CBM
Spesifikasi dari Rig CBM yang dibangun mengacu pada spesifikasi Rig konvensional dan Rig Tambang. Hanya saja model dan sistem kerja dari Rig yang dibangun menggabungkan antara kedua buah rig tersebut, seperti menara yang dibangun mengacu pada konsep menara yang masif dan lebih simpel, akan tetapi sistem peralatan penyambungan pipa pada saat pemboran mengacu pada Rig tambang atau Rig konvensional moderen. Berikut beberapa Spesifikasi peralatan Rig yang dibangun:
Rig CBM yang dibangun mengacu pada standar API (Spec 4E-F). Proses pabrikasi dilakukan di warehouse Petrodrill, Dawuan Cikampek, Jawa Barat. TKDN yang digunakan dalam pembangunan prototipe Rig CBM LEMIGAS sudah mencapai 40% dan diharapkan dapat terus meningkat jika telah memasuki fase pabrikasi komersial.
Structure Type Drilling depth Lifting load The power head torque Power head center hole diameter The power head speed Derrick net height The hydraulic winch capacity Hydraulic system pressure
: Truck-mounted selfpropelled : 1000 M (φ4-1/2" flush drill pipe) : 132.000 Lbs : 8.000 lbf.ft : 76mm : 0 - 165 RPM : 15 M : 3 Ton : 3.000 Psi
Adapun beberapa komponen yang sudah tersedia dan dikerjakan dalam negeri diantaranya • Unit Carrier (Chassis) – Semua rangka chassis termasuk lantai truk, tangki bahan bakar – Pelek dan Ban – Kabin – Instrumen elektrik and kontrol • Transmission System – Pipa Transmisi – Fuel System • Mast, beberapa komponen koneksi dan flexible house • Crane, kabel sling • Lubrication System, minyak hydraulic • Operate Console, beberapa komponen sudah pakai komponen dalam negeri • Electrical System, beberapa komponen elektrik sudah menggunakan komponen dalam negeri Berikut beberapa kegiatan yang dilakukan :
Hydraulic system maximum flow rate
: 700 L/min
Injecting pump capacity Lubricating oil pump capacity Chassis driven type Engine power Minimum ground clearance
: 75 L/min
Maximum speed
: 63 Km/ h
: 0.24--18.9 L/min : 8x8 : 440 HP/1800 RPM : 435 MM
Gambar 3. Proses Pembuatan Chassis Rig CBM
Terobosan Pengembangan Teknologi Rig CBM...........; Panca Wahyudi S. dan Usman
43
Topik Utama
Gambar 4. Pemasangan dan penyetelan axle
Gambar 7. Rig CBM LEMIGAS Gambar 3 sampai dengan Gambar 6 menunjukkan proses pembuatan Rig CBM sampai dengan isntalasi menara pada unit truk, sedangkan Gambar 7 menunjukkan Rig yang sudah siap untuk dioperasikan.
Gambar 5. Pemasangan cabin pada chassis truk
Beberapa rangkaian uji coba terhadap Rig CBM yang telah dilakukan meliputi: – dalam hal mobilisasi menempuh perjalanan cukup jauh sepanjang 4 x 68 km dengan kecepatan rata-rata 60 km/jam tanpa mengalami kendala – kecepatan Rig up dan Rig down hingga sempurna berdiri dibutuhkan waktu kurang dari 30 menit. – kecepatan untuk menyambung dan melepas pipa bor dari pape rack hingga terpasang sempurna memerlukan waktu kurang dari 3 menit. – beban angkat hingga kapasitas 60 ton tidak ada kebocoran pada sistim hidrolik. – memiliki radius putar minimal 40 meter Rig CBM Lemigas yang dibangun telah telah lulus uji fungsi dan uji beban serta sudah mendapatkan surat SKPI (Sertifikat Kelayakan Penggunaan Instalasi) dari MIGAS dan siap untuk dioperasikan di lapangan.
Gambar 6. Instalasi menara pada unit truk
44
M&E, Vol. 12, No. 3, September 2014
Topik Utama 4. MANFAAT Rig CBM Lemigas yang telah dibangun dapat dijadikan sebuah contoh prototipe Rig CBM yang memiliki banyak kelebihan dibandingkan Rig tambang dan banyak kemudahan dalam pengoperasiannya dibandingkan dengan Rig konvensional. Untuk pelaksanaan mobilisasi dari sumur ke sumur ataupun jarak tempuh yang cukup jauh Rig CBM ini tanpa memerlukan bantuan trailer untuk mengangkutnya dan telah diujicoba menempuh perjalanan cukup jauh sepanjang 4 x 68 km dengan kecepatan ratarata 60 km/jam tanpa mengalami kendala. Untuk kecepatan Rig up dan Rig down hingga sempurna berdiri dibutuhkan waktu kurang dari 30 menit. Diharapkan dengan adanya prototipe Rig CBM ini penghematan biaya dari komponen waktu mobilisasi, rig up-rig down, waktu area lahan pemboran, dan jumlah crew dapat mencapai 25%. Sejalan dengan progran pemboran dari SKK Migas dan perhitungan tingkat keekonomian pengembangan manufaktur CBM, diharapkan dapat mendorong target jangka menengah yang ingin dicapai yaitu tumbuhnya manufaktur rig CBM dalam negeri serta menunjang pengusahaan industri CBM yang mandiri, efisien, dan kompetitif dalam rangka memperkuat ketahanan energi dan mewujudkan kemandirian industri migas nasional.
5. KESIMPULAN
b. Komponen TKDN telah mencapai lebih dari 40% pada pembuatan Rig CBM ini, meliputi beberapa bagian struktur Rig antara lain chassis, cabin, roda (unit carrier) dan sistem electrical telah dibuat dalam negeri, serta beberapa komponen pada mesin, hidraulik, dan menara (mast). c. Unit pembawa Rig CBM (carrier) ini didesain dengan kondisi lebar jalan di Indonesia dan menggunakan sistem penggerak roda 8 x 8, sehingga cocok dioperasikan pada medan berat dan berlumpur. d. Kemampuan putar Top Drive disesuaikan dengan kebutuhan pemboran pada sumur CBM dengan kecepatan Put out speed : 0 165 RPM dan Rated put out power : 8.000 lbf.ft, sehingga rig hasil rancang bangun mampu untuk operasi Pemboran maupun Corring. e. Kemudahan dan kecepatan dalam Rig Up dan Rig Down serta mobilisasi merupakan keunggulan yang ditawarkan pada unit prototipe Rig CBM hasil rancang bangun LEMIGAS - Badan Litbang ESDM.
DAFTAR PUSTAKA Advanced Resources International, Inc (ARI), 2003, Indonesian Coalbed Methane, Asian Development Bank TA No. 3671-INO "Preparing a Gas Sector Development Plan Part B - Coalbed Methane", Arlington, Virginia, USA.
Dari pelaksanaan Perekayasaan Rancang Bangun dan Pembuatan Prototipe Rig CBM dapat disimpulkan sebagai berikut:
API Spec 4E, 1988, Specification For Drilling And Well Servicing Structures, third edition, 1988.
a. Desain pembuatan Rig CBM ini merupakan Prototipe Rig gabungan antara Rig Migas dan Rig Tambang dengan spesifikasi kemampuan setara dengan Rig Migas berkapasitas 350 HP yang mampu melakukan pemboran hingga kedalaman 1000 meter dengan menggunakan Drillpipe ukuran 4½ inch.
API Spec 4F, 2008, Drilling and Well Servicing Structures, third edition, 2008. API Spec 7K,2010, Drilling and Well Servicing Equipment, fifth edition, 2010. API Spec 8C,2012, Drilling and Production Hoisting Equipment, fifth edition, 2012. Panca, W. dkk., 2013, Rancang Bangun dan Pengembangan Prototipe Rig CBM, Laporan DIPA PPPTMGB "LEMIGAS" 2013.
Terobosan Pengembangan Teknologi Rig CBM...........; Panca Wahyudi S. dan Usman
45
