METODE EKSPLORASI PENGEBORAN
Dalam sejarah eksplorasi telah banyak jenis bor yang dipakai. Berikut adalah penggolongan jenis bor eksplorasi :
1. Bor Tangan
- Bor spiral
- Bor bangka
2. Bor Mesin Putar
- Bor mesin ringan
- Bor inti (core drill)
- Bor putar biasa (rotary drill)
- Bor-alir balik (counterflush drill)
3. Bor Mesin tumbuk (cable tool)
Sebetulnya sulit untuk melakukan penggolongan metoda pengeboran. Alat
bor tangan banyak yang dikembangkan dengan dilengkapi motor kecil,
sedangkan banyak alat bor mesin yang dipasang pada truk dirancang untuk
pemboran dangkal. Alat bor mesin putar berkisar dari yang portable
sampai alat bor raksasa untuk eksplorasi minyak dan gas bumi.
PEMBORAN TANGAN
Metoda ini dipakai untuk eksplorasi dangkal seperti placer deposit dan
residual deposit. Metoda ini digunakan pada umumnya pada tahapan
eksplorasi rinci, namun adakalanya secara acak dan setempat dilakukan
pada tahap eksplorasi tinjau, terutama pada subtahap prospeksi umum.
Ada 2 jenis alat ini, yaitu Bor tangan spiral (Auger drilling) dan Bor bangka (BBB).
Pemboran Spiral/Bor Spiral Auger Drilling
Seperti penarik tutup notol, diputar dengan tangan. Contoh melekat pada
spiral, dicabut pada interval tertentu (tiap 30 – 50 cm).
Hanya sampai kedalaman beberapa meter saja, baik untuk residual deposit (bauxite, lateritic nickel) dan sebagainya.
Pemboran Bangka/Bor Bangka (BBB)
Suatu alat bor tangan dikembangkan di Indonesia. Suatu alat selubung
(casing) diberi platform, di atas mana beberapa orang bekerja. Pada
prinsipnya sama dengan bor spiral dan tumbuk. Batang bor terdiri dari
pipa masif yang disambung-sambung, dengan berbagai bit :
1. Spiral
2. Senduk
3. Pahat/bentuk pahat (dihubungkan)
Pengambilan contoh dalam hal yang ditumbuk dengan bailer. Sambil bor
berjalan, dengan gerakan putar dan tumbuk, casing secara otomatis
menurun, karena beban orang di atas flatform.
Metoda ini dipakai untuk eksplorasi dangkal, seperti placer deposit dan
residual deposit. Ada 2 jenis alat ini, yaitu Bor tangan spiral (Auger
drilling) dan Bor bangka (BBB).
Pengamatan Dan Perekaman Data Geologi
Data geologi yang didapatkan dari pemboran tangan jarang berupa batuan,
tetapi pada umumnya berupa tanah atau batuan lapuk, dan sedimen lepas.
Contoh yang didapatkan bukan merupakan contoh yang utuh (undisturbed
sample), tetapi contoh yang terusik (disturbed sample). Ketelitian
lokasi kedalaman contoh tergantung pula dari jenis matabor yang
digunakan.
Contoh dari bor Spiral berupa tanah/lapukan batuan yang melilit pada
spiral, dan mewakili selang kedalaman setiap kali batang bor dimasukkan
sampai ditarik kembali, sehingga selang kedalamannya dapat diatur,
apakah setiap 50 cm atau setiap meter, tetapi maksimal tentu sepanjang
spiral. Sampel dari matabor sendok lebih terancam pencampuran, sedangkan
yang menggunakan bumbung dengan katup lebih mewakili kedalaman yang
tepat. Matabor ini lebih banyak digunakan untuk sedimen lepas, dan
setiap sampel mewakili selang kedalaman dari mulai batang dimasukkan
sampai ke pencabutan.
Pada sistem bor Bangka, sampel yang diambil lebih terpercayya karena
penggunaan pipa selubung yang terus menerus, mengurangi pencampuran
dari guguran dinding bor.
Perekaman Data
Pada umumnya data berupa litologi, serta batas-batasnya dan dapat
dinyatakan dalam penampang berkolom atau profil yang dapat pula disebut
sebagai log. Selain itu data kekerasan kualitatif dapat dicatatkan
pula, demikian pula data muka air tanah yang dijumpai.
PEMBORAN MESIN PUTAR
Ada berbagai macam jenis mesin bor putar, dari yang portable sampai
pemboran raksasa seperti pada pemboran minyak yang dapat mencapai
kedalaman beberapa kilometer. Ada berbagai jenis, dari mulai packsack
(dapat diangkat di atas punggung) sampai bor besar harus dipreteli atau
diangkat di truck.
Alat pemboran (yang disebut drilling-rig) dinilai dari kemampuannya
untuk mencapai kedalaman, kemampuan pengambilan sampel batuan dan
kemampuan menentukan arah. Selain itu juga kemampuan bergerak di medan
merupakan salah satu hal diperhatikan. Mesin-mesin pemboran putar ini
mempunyai prinsip yang sama, namun berdasarkan kemampuannya dapat
dibagi sebagai berikut :
- Bor mesin ringan (portable drilling rig)
- Bor mesin inti (diamond drilling rig)
- Bor mesin rotari (rotary drilling rigs)
- Bor mesin alir-balik (counterflush drilling rig)
Prinsip operasi mesin pemboran putar
Pada prinsipnya pemboran mesin putar mempunyai prinsip yang sama, yaitu :
1. Lubang dalam formasi dibuat oleh gerakan putar dari pahat untuk
mengeruk batuan dan menembus dengan suatu rangkaian batang bor yang
berlobang (pipa).
2. Rangkaian pipa bor disambungkan pada mesin sumber penggerak dengan
berbagai macam alat transmisi, seperti kelly dan rotary table, chuck
ataupun langsung.
3. Sumber penggerak (mesin bensin, diesel dan sebagainya) atau dengan perantaraan kompresor/motor listrik.
4. Pelumas/pendingin (air, lumpur, udara). Cairan pelumas dipompakan
lewat pipa, keluar lewat pahar bor kembali lewat lobang bor di luar
pipa (casing) atau sebaliknya.
5. Pompa sebagai penggerak/penekan cairan pelumas.
6. Pipa/batang di atas tanah ditahan/diatur dengan menggantungkannya
pada suatu menara/derrick dengan sistem katrol atau dipandu lewat suatu
rak (rack) untuk keperluan menyambungnya atau mencabut serta
melepaskannya dari rangkaian.
7. Untuk memperdalam lubang bor rangkaian pipa bor ditekan secara hidrolik atau mekanik maupun karena bebannya sendiri.
8. Sampel batuan hasil kerukan mata bor didapatkan sebagai :
a. Serbuk atau tahi bor (drill-cuttings) yang dibawa ke permukaan
oleh lumpur bor atau air pembilas. Serbuk penggerusan batuan dibawa
oleh air pembilas ke permukaan sambil mendinginkan mata bor.
b. Inti bor (drill core) yang diambil melalui bumbung pengambil inti (core barrel).
9. Untuk pengambilan inti mata bor yang digunakan bersifat bolong di
tengah sehingga batuan berbentuk cilinder masuk ke dalamnya dan
ditangkap oleh core barrel. Mata bor ini biasanya menggunakan gigi dari
intan atau baja tungsten.
10. Bumbung inti (core barrel) diangkat ke permukaan
a. Dicabut dengan mengangkat seluruh rangkaian batang bor ke permukaan setiap kali seluruh bumbung terisi.
b. Dicabut lewat tali kawat (wireline) melalui lubang pipa dengan kabel).
11. Pipa selubung penahan runtuhnya dinding lubang bor (casing)
dipasang setiap kedalaman tertentu tercapai, untuk kemudian dilanjutkan
dengan matabor yang berukuran kecil (telescoping). Pipa selubung
dipasang untuk mengatasi adanya masalah seperti masuknya air formasi
secara berlebihan (water influks), kehilangan sirkulasi lumpur pemboran
karena adanya kekosongan, dalam formasi, atau lemahnya lapisan yang
ditembus.
Dalam mendesain program pemboran dan memilih jenis alat bor harus diperhatikan :
1. Kapasitas kedalaman (tergantung dari) :
a. Besanya kekuatan mesin sumber pengerak yang dinyatakan dengan Tenaga Kuda (HP).
b. Kekuatan alat penyangga atau menara serta derek untuk menarik beban rangkaian sampai kedalaman yang dituju.
c. Besarnya garis tengah pipa bor sesuai dengan besarnya inti yang diminta.
d. Kekuatan pompa untuk dapat menyalurkan lumpur sampai kedalaman yang dituju.
2. Mobilitas, dapat bergerak sendiri (skids, truck) atau kemungkinan
untuk dipreteli atau/dan diangkat dengan tenaga manusia ataupun dengan
helicopter.
3. Kemampuan pemboran miring.
4. Keperluan dan besarnya inti yang diminta.
5. Perolehan inti (core recovery) (tergantung dari jenis core barrel)
Peralatan Mesin Bor :
Mata Bor :
a. Macam-macam, terdiri dari intan, baja, dan bentuk, termasuk kadang-kadang untuk tanpa pengambilan inti.
b. Ukuran mata bor : AX, BX sampai NX, sesuai dengan corebarrel.
Bumbung Inti (Corebarrel) :
Berbagai jenis dan ukuran :
a. Ukuran sesuai mata bor
b. Jenis :
1. Double-tube core-barrel
2. Triple-tube core-barrel (recovery faktor lebih dari 90%)
a. Dengan batang bor
b. Dengan tali-kawat (Wire-line)
Pipa bor dan Selubung :
1. Berbagai ukuran
2. Berbagai jenis logam
Menara Bor : Tergantung tujuan kedalaman akhir pemboran serta
kenampakannya maka mesin pemboran dilengkapi suatu menara untuk
mengendalikan pipa bor yang berupa sistim rak, kaki tiga sederhana
maupun derrek.
Cara Penekanan :
1. Mekanis (dongkrak)
2. Hidraulis
3. Bobot rangkaian pipa
Sumber Tenaga Penggerak :
1. Diesel
2. Bensin
3. Pneumatic (compressor)
4. Listrik
Besar/kecilnya sumber penggerak menentukan kapasitas kedalaman.
Sistem pembilas :
Pembilasan dapat dilakukan dengan udara, air maupun lumpur.
Pemboran dengan udara (air drilling) : untuk daerah-daerah yang sulit
air, ataupun pemboran didalam terowongan dapat dipertimbangkan
penggunaan udara sebagai pembilas/pendingin matabor, dalam hal mana
disiapkan mesin compressor.
Pemboran dengan air atau lumpur : untuk ini harus dipersiapkan mesin
pompa dengan kapasitas tekan dan penyedotan lumpur pemboran yang sesuai
dengan kedalaman yang dituju. Selain itu diperhatikan jarak dari
sumber air yang memerlukan sistim pompa dan rangkaian pipa air untuk
penyaluran, maupun penggunaan truk tangki air. Lumpur biasanya dipakai
bentonit yang diperdagangkan secara komersial. Kekentalan dari lumpur
dapat diatur dengan menentukan berat jenisnya.
Penggolongan Mesin Bor Putar
Mesin Bor Ringan (Portable Drilling Rig)
Khas dari pemboran ini selain mudah diangkut secara manual adalah pada
umumnya menggunakan topdrive dengan motor bakar kecil (2 tak) yang ikut
turun naik dengan turun/naiknya batang bor yang dipandu oleh rel atau
rack. Tekanan pada matabor dapat ditingkatkan dengan menyuruh orang
mendudukinya (awak mesin bor 20-26).
Alat bor ini dapat dipreteli dalam bahagian-bahagian kecil dan dapat
diangkut oleh orang secara manual. Kapasitas alat bor ini hanya
maksimum 50 meter, banyak digunakan untuk pemboran seismik (shot holes)
dan sering merupakan rakitan sendiri dengan menggunakan mesin pompa.
Laju tembus adalah 30-40 m/hari, relatif sangat murah. Pengambilan inti
tidak dimungkinkan. Biaya $5.90/hari
Termasuk alat bor kecil dengan topdrive ini adalah yang dipasang pada
truck, dengan memasangi rak (rel) yang memandu batang bor, dimana morot
penggeraknya dipasang pada ujung atas batang bor, dan mesin bergeser
ikut dengan turunnya dengan batang bor. Dengan topdrive ini pemboran
miring dimungkinkan secara terbatas dengan memiringkan raknya.
Berbagai jenis/merk pemboran :
Bor Mesin Portable
a. Packsack (kapasitas 10 meter), dapat diangkut seorang diri
b. Koken
c. Rakitan lokal
Mesin Pemboran Inti (Diamond Drilling Rigs)
Alat pemboran ini adalah alat standart dan yang paling populer untuk
eksplorasi cebakan mineral. Nama Diamond Drilling Rig digunakan karena
alat ada yang paling banyak dipakai untuk pengintian (coring) yang
menggunakan matabor dari intan.
Mesin ini berukuran relatif kecil dan dipasang pakai roda atau batang
luncur (skids), ditarik dengan bulldozer, kendaraan 4-wheel drive atau
ditarik dengan winch pada tempat yang sulit dijangkau, atau digantung
dengan slung di bawah helicopter, atau juga dapat dipreteli menjadi
bahagian-bahagian/komponen kecil dan dapat dipikul secara manual.
Gerakan putar dari mesin ditransmisikan pada pipa bor dengan chuck, dan
oleh karenanya dapat membor ke semua arah, termasuk ke atas (dari
terowongan). Untuk pengoperasiannya sering dipasang kaki tiga dari pipa
besi untuk mengendalikan pemasangan/pencabutan batang bor dengan
menggantungkannya pada sistem katrol dengan swivel yang disambungkan
pada pipa selang untuk menyalurkan cairan pembilas dari pompa lumpur.
Kelemahan dari alat bor ini adalah berkecepatan rendah, terutama sewaktu operasi pengambilan inti (coring operations).
Jenis matabor yang digunakan : blade type, roller type dan matabor
intan dan tungsten-carbida. Matabor jenis bilah (Blade type) membor
lebih cepat.
Palu pemukul berputar di dalam lubang (Rotary percussion downhole hammers) juga tersedia untuk formasi-formasi yang keras.
Dapat dipasangi bumbung inti jenis tripple stationary inner split tube yang ditarik talikawat.
Beberapa merk alat bor Diamond Drilling Rig :
Altas-Capco, dengan triple yang simple
Longvear dan Tone, berbagai ukuran :
1. Junior
2. Ly 24,34,38,44-(kapasitas 100 – 900 m)
Tone : U.U.5 (75 m), T.AS 70 dan lain-lain.
Mesin Bor Rotari (Rotary Drilling Rigs)
Jenis alat bor ini dinamakan demikian karena gerak putar dari sumber
penggerak/mesin ditransmisikan pada batang bor dengan meja putar (rotary
table), sehingga hanya dapat membor ke vertikal ke bawah.
Alat pemboran yang digolongkan jenis ini pada umumnya lebih besar dan
berkekuatan lebih besar, harus dipasang pada truk dan tidak cocok untuk
lokasi-lokasi yang sulit dicapai. Alat pemboran jenis ini juga termasuk
pemboran untuk minyak dan gasbumi.
Pada umumnya digunakan untuk operasi tanpa pengambilan inti (noncoring
operation). Kecepatan pemboran tinggi, terutama jika tidak dilakukan
pengambilan inti, namun jika diperlukan bumbung inti (core barrel)
dapat dipasang.
Berbagai jenis Alat Bor Rotari
Mayhew 1000 Rig; Alat ini dipasang pada truk (6 X 6 Cusromline Carrier
Truck), memakai lumpur berbasis air atau udara dengan menggunakan
kompressor berkapasitas rendah. Kecepatan tembusnya sangat tinggi (175
m/hari tanpa pengintian, 35 m/hari dengan pengintian).
Biaya $ 22.15/hari tanpa pengintian.
$ 103/hari dengan pengintian.
Dando 250 : Dipasang di atas traktor, yang tidak terlalu stabil sehingga memerlukan dukungan bulldozer.
Alat ini memiliki kompressor berkapasitas tinggi dan dapat dengan mudah
mencapai kedalam akhir (TD) 120 m. Namun mempunyai laju tembus
(penetration rate) lebih rendah (130 m/hari tanpa pengintian, 30 m/hari
dengan pengintian), tetapi lebih murah atas dasar hitungan permeternya.
Biaya $ 15.60/hari tanpa pengintian.
$ 47.50/hari dengan pengintian.
Pemboran Aliran Bilas Balik (Counterflush Drill)
Air pembilas masuk dari casing, keluar melalui pipa bor, membawa
sampel, yang tidak tercampur dengan rontokan dari dinding lubang bor,
namun untuk mendapatkan ke dalam sampel ini harus memperhitungkan
kecepatan tidak seteliti bor inti.
Pengambilan Sampel Dan Perekaman Data Dari Lubang Bor (Drill-Hole Logging)
Tujuan utama dari pemboran eksplorasi adalah mengambil dan merekam data
geologi yang ditembus lubang bor. Data ini berupa rekaman catatan
hasil pengamatan pada sampel batuan, khususnya litologi serta gejala
geologi lainnya. Jenis sampel yang didapatkan adalah :
Serbuk bor (Cuttings) Sampel ini adalah hasil kerukan dari matabor yang
kemudian dibawa oleh air pembilas ke permukaan. Setap kemajuan selang
kedalaman tertentu suatu sampel yang diambil mewakili selang kedalaman
tertentu dan dicatat. Sampel ini dibersihkan dan dideskripsikan. Hasil
deskripsi sampel ini tidak akurat mengingat :
1. Sampel tersebut harus menempuh jarak dari kedalaman sampai ke
permukaan, sedang dalam waktu yang sama matabor sudah maju lebih dalam
lagi. Kedalaman yang diwakili sampel itu harus dikoreksi atau disetel
terhadap data lain, seperti laju kecepatan pemboran atau log talikawat.
2. Sampel tersebut sering tercampur dengan serbuk dari selang kedalaman
yang ada di atasnya, sehingga kadangkala diketemukan lebih dari 2
jenis litologi yang berasal kedalaman yang berbeda. Untuk ini persen
berbagai jenis litologi ini harus dicatat untuk mengetahui litologi
mana merupakan guguran dan mana yang dari kedalaman asli. Untuk ini
dapat pula dilakukan pembandingan dengan hasil tafsiran litologi dari
log talikawat maupun data lain seperti laju kecepatan pemboran.
3. Sampel ini merupakan serbuk, keratan atau hancuran dari batuan,
sehingga hanya deskripsi tekstur dan susunan mineral yang dapat
diamati, sedangkan gejala-gejala geologi seperti struktur, kekompakan
dan lain-lain tidak teramati.
Pengamatan litologi dari serbuk pemboran adalah bersifat baku dalam
eksplorasi minyak dan gasbumi, dan juga dilakukan pada pemboran
eksplorasi batubara terutama pada selang kedalaman yang tidak dilakukan
pengintian. Adakalanya dalam eksplorasi batubara tidak dilakukan
pengintian yang disebut openhole, sehingga data geologi didapatkan dari
penafsiran log talikawat/geofisika dan dibantu dari pengamatan sampel
ini. Namun pada pemboran eksplorasi cebakan mineral tidak lazim
dilakukan karena lebih mengandalkan pada pengamatan sampel inti
dilakukan secara penuh dari permukaan sampai kedalaman akhir.
Inti bor (drill core)
Pada eksplorasi cebakan mineral termasuk batubara data geologi biasanya
didasarkan atas pengamatan dan pendeskripsian sampel inti bor.
Pengintian Penuh (Full Coring). Pengambilan inti dilakukan secara penuh
dari permukaan sampai kedalaman akhir pemboran. Ini yang biasa
dilakukan dalam eksplorasi untuk cebakan mineral.
Pengintian Setempat (Spot Coring). Pemboran dilakukan sebagai lubang
terbuka (open hole) yang kemudian diikuti dengan pengintian hanya
dilakukan pada selang kedalaman tertentu yang diinginkan, misalnya
beberapa meter di atas zone cebakan dan beberapa meter dibawahnya.
Untuk ini sering diperlukan lapisan petunjuk stratigrafi berdasarkan
log geofisika dari sumur terdekat yang sengaja dibor sebagai pilot
drill hole, untuk operasi ini sering dilakukan pilot and part-coring.
Pengintian Sentuh (Touch Coring). Pengintian dimulai segera setelah
matabor mencapai beberapa meter di atas target pengintian (bentuk
pengintian setempat yang kurang dapat dipercayai).
Pengintian Inti Terorientasi (Oriented Core Sample). Dengan menggunakan
alat tertentu, dimungkinkan dimana orientasi kedudukan asli dari
sampel didalam tanah dapat ditentukan. Hal ini sering dilakukan untuk
mempelajari kedudukan struktur geologi dari lapisan maupun dari rekahan
atau jalur-jalur mineralisasi.
Perolehan Inti (Core Recovery). Dalam operasi pengambilan inti pemboran
tidak selalu seluruh selang kedalaman dapat diwakili oleh panjang inti
yang diperoleh. Hal ini disebabkan kemungkinan gugurnya bahagian bawah
dari inti sewaktu diangkat dalam bumbung inti (core barrel). Besarnya
perolehan inti (core recovery) dinyatakan dalam persen (% core
recovery), dengan mengukur panjang sampel inti yang diperoleh dan
membandingkannya dengan panjang bumbung. Perolehan inti yang buruk dapat
disebabkan karena adanya jalur-jalur retak atau keadaan batuan yang
rapuh dan dapat dipakai sebagai indikator untuk keadaan struktur dari
batuan, dan menggunakan bumbung inti yang diperbaiki seperti triple tube
core-barrel.
Keunggulan dari sampel inti pemboran adalah :
1. Pengamatan litologi lebih lengkap dan terperinci sehingga
perselingan berbagai jenis litologi, dapat dideskripsi secara rinci,
centimeter demi centimeter.
2. Pengamatan rinci dapat dilakukan terhadap struktur maupun
tekstur batuan dalam 3-Dimensi, terutama jika menggunakan sampel yang
terorientasikan, misalnya adanya rekahan, urat-urat kecil, penjaluran
mineral (mineral zoning), dsb.
3. Penentuan kedalaman serta selang-selang kedalaman dari
berbagai batas perubahan litologi lebih baik daripada serbuk pemboran.
Namun masih tetap kurang akurat jika dibandingkan dengan hasil penlogan
talikawat, disebabkan kemungkinan perolehan inti yang buruk selain juga
terjadinya dekompaksi seperti halnya dalam batubara.
4. Keuntungan sampel inti bor ini adalah selain mendapatkan
kedalam sampel yang lebih teliti, juga dimungkinkan untuk dilakukan uji
kualitas yang berkisar luas (wide range of quality test), untuk
menentukan sifat-sifat keteknikan batuan, misalnya kekuatan lantai dan
atap dari cebakan (batubara) dan batuan penutup (overburden rocks).
Keburukan dari pengambilan sampel inti adalah :
1. Operasi pengambilan inti bor sangat memperlambat operasi
pemboran, terutama jika tidak menggunakan wireli corebarrel.
2. Harus menggunakan matabor dari intan atau baja tungsten yang lebih mahal daripada matabor jenis lainnya.
Secara keseluruhan pemboran inti jauh lebih mahal dan lebih lambat dari
operasi pemboran lainnya, sehingga harus benar-benar diperhitungkan
dalam menentukan taktik eksplorasi. Keunggulan jenis data yang diperoleh
harus diperhitungkan terhadap biaya yang harus dikeluarkan.
Pemprosesan Dan Penyimpanan Inti Bor
Inti bor dicuci dan dikeringkan, kemudian dipatahkan meter demi meter.
Setelah dipatahkan setiap meter maka batang-batang inti disimpan dalam
peti kayu/aluminium yang dirancang khusus, dan disusun sedemikian rupa
sehingga atas bawahnya jelas, serta kedalamannya diperlihatkan dengan
tanda-tanda yang ditulikan dengan spidol pada penyekat antar inti. Waktu
dilakukan pengamatan harus hati-hati untuk menempatkan setiap sampel
dalam urutan, arah dan susunan yang sama.
Batang inti yang akan dianalisa di laboratorium, seperti selang yang
termineralisasi inti batuan ini dibelah (split) menjadi 2 (1 dipakai
untuk essay, 1 untuk dokumentasi). Sampel inti untuk analisa
laboratorium harus diambil dari inti yang telah dibelah ini. Penanganan
sampel inti ini harus dijaga supaya tidak terkontaminasi, terutama
yang diperuntukan assay mineralisasi logam. Dalam hal batubara sampel
inti untuk dianalisa di laboratorium harus segera dibungkus dengan
kertas parafin yang kedap udara, untuk menjada kelembaban aslinya
(moiture content). Untuk setiap sampel yang akan dianalisa di
laboratorium perlu dicatat kode nama/nomor lubang bor dan kedalamannya.
Pencatatan/Perekaman Data Bor : Penlogan Lubang Bor
Ada dua cara mencatat atau merekam data geologi yang dihasilkan pemboran :
Penlogan Visual (Visual Logging)
Penlogan visual dilakukan terhadap pengamatan dan deskripsi litologi
dari sampel serbuk pemboran dan dari sampel inti bor. Jika dilakukan
pengeboran inti penuh (full core drilling) penlogan dilakukan hanya
dari pengamatan sampel inti, sedangkan jika dilakukan spot-coring maka
hanya bagian yang tidak diinti pengamatan dari serbuk bor yang dicatat.
Pencatatan dilakukan dalam kolom-kolom kertas panjang yang disebut Log
Pemboran (drilling-log) dan jika khusus berdasarkan inti saja disebut
Log Inti (Core-log). Data geologi pada Log Inti tidak terbatas pada
deskripsi litologi saja, tetapi menyangkut struktur, mineralisasi dan
sebagainya. Selain data geologi juga dicatat data teknis lainnya,
seperti data laju kecepatan pemboran, data perolehan inti
(core-recovery), keadaan air pembilas, pergantian matabor, selang
pengambilan inti-bor, titik-titik penempatan pipa selubung (casing)
serta tanggalnya. Setiap jenis catatan pengamatan diberi kolom
tersendiri, dan sedapat mungkin dalam bentuk simbol grafis. Khususnya
jenis litologi diberi kolom yang di isi simbol grafis, laju pemboran
dengan kurva, perolehan inti dalam bentuk kolom sempit yang
memperlihatkan % inti terhadap kedalaman. Struktur geologi digambarkan
pada kolom litologi maupun dicatat dalam kolom tersendiri, demikian
juga selang-selang mineralisasi, jenis mineralisasi serta estimasi
persen juga dicatat. Sebetulnya tidak ada standard bentuk log yang
baku, tergantung dari jenis cebakan yang dijadikan obyek pemboran,
maupun juga tergantung perusahaannya masing-masing. Sering kolom khusus
disediakan untuk mencatatkan hasil analisa geokimia atau ‘assays’.
Dewasa ini dengan komputerisasi, data yang direkam diusahakan dalam
format digital maupun alfanumerik yang mudah diinputkan dalam suatu
database yang disimpan sebagai file dalam disket atau tape, dan setiap
waktu dapat dengan mudah dibuatkan log grafis dengan mencetaknya pada
rol kertas (paper log print-out), maupun diproses menjadi peta atau
penampang geologi.
Log Visual ini sering dikombinasi dengan log Talikawat menjadi log Komposit.
Penlogan Talikawat (Wire-Line Logging)
Penlogan talikawat dewasa ini sudah sangat lumrah dilakukan untuk
pemboran inti, terutama untuk batubara. Jenis-jenis log yang dapat
dilakukan bisa dibagi dalam :
- Penlogan Geofisika (Geophysical Logging)
- Penlogan Citra (Imaging, hasil dari pemotretan kamera yang diturunkan
ke dalam lubang pada tali serat optik dan dapat merekam citra visual
sekeliling lubang bor)
- Log orientasi lubang sumur (yang menunjukkan arah dari lubang sumur dalam derajat kemiringan dan azimuth)
Sejak pertengahan tahun tujuh-puluhan penlogan geofisika untuk lubang
pemboran kecil telah dikembangkan. Terutama untuk eksplorasi batubara.
1. Penlogan geofisika lebih teliti dalam penentuan kedalaman
dari target pemboran terutama dalam hal lapisan batubara daripada
penlogan visual dari inti pemboran karena kemungkinan dekompaksi dan
pendapatan inti yang buruk.
2. Penafsiran litologi lebih baik dari pengamatan serbuk bor atau pendapatan inti yang buruk.
3. Korelasi antar lubang bor bersifat jauh lebih oojektif daripada log visual.
4. Untuk eksplorasi batubara log geofisika dapat digunakan untuk mengestimasi parameter kualitas batubara.
Jenis-jenis log yang dipakai terutama untuk batubara adalah :
1. Log Radioaktif (gamma, neutron, densitas)
2. Log Listrik (Resistivitas/SP)
3. Log Kaliper
Density Log
LSD ; baik untuk korelasi
HRD ; informasi optimum untuk ketebalan batubara
BRD ; kompromi antara LSD dan HRD
Natural Gamma Log
Menunjukkan kadar lempung
Neutron Log
Merespon terhadap hidrogen, karbon dan kelembaban total moisture, derajat porositas (yang membedakan batupasir dari serpih)
Caliper Log
Jenis log ini memungkinkan untuk memisahkan batuan kompeten dari yang
tidak kompeten. Log ini juga digunakan untuk menentukan kelayakan suatu
lapisan batubara pada lokasi tertentu untuk dapat dilakukan
pengintian, berdasarkan atas derajat keretakannya yang diperlihatkan
oleh garis tengah dari lubang bor yang menembus lapisan tersebut.
Dalam eksplorasi batubara log densitas banyak dipergunakan. Ini disebabkan karena :
- Density log dapat menentukan secara teliti selang kedalaman dan ketebalan lapisan batubara yang ditembusnya.
- Density log menghasilkan penentuan kerapatan batuan (density
determination) dan dengan demikian menunjukkan kualitas dari lapisan.
Kemudian density dikorelasikan dengan lubang bor yang telah diambil
intinya dan perkiraan kadar abu dapat diekstrapolasikan dengan lubang
bor terbuka yang dilog. Kombinasi dari gamma alami, log densitas dan log
neutron memberikan jalan untuk korelasi lapisan batubara serta lapisan
sedimen yang menyelubunginya.
PEMBORAN MESIN TUMBUK (PERCUSSION DRILLING)
Jenis mesin pemboran ini sudah jarang dipakai lagi dalam eksplorasi.
Batuan dipecah dengan pahat yang ditumbuk, dan sampel diambil dengan
bailer atau drive sampler. Sampel yang didapat tidak murni.
Pemboran dengan jenis ini umumnya digunakan dalam eksplorasi dasar pada
soil, gravel, endapan pasir. Dimana sebagian besar batuan yang
dihasilkan telah mengalami gangguan, karena proses pemborannya
dilakukan dengan menumbuk tanpa menimbulkan moment putar. Hasil dari
pemboran tersebut kemudian dibawa ke laboratorium.
Ada berbagai jenis mesin bor perkusi ini, antara lain yang disebut :
- Cable Tool Drilling Rig
- Hammer Drill atau Wagon Drill
- Downhole Hammer Drilling Rig
- Hammer Drilling Rig with Drive Sampler
Alat Bor Tumbuk Talikawat (Cable Tool Rig)
Alat cable tool rig, yang juga disebut churn drilling rig adalah alat
bor yang paling tua yang digunakan untuk pemboran minyak maupun
eksplorasi mineral, dan kini masih dipakai. Alat ini bentuknya
sederhana yang terdiri suatu menara, berbentuk segitiga atau bentuk
lain yang pada puncaknya dilengkapi dengan sistim katrol. Pada katrol
ini dibentangkan talikawat baja yang disambungkan dengan suatu mesin
motor penggerak lewat suatu roda gila sehingga memberikan gerakan turun
naik pada ujung talikawat di bawah menara bor ini. Pada ujung
talikawat ini digantungkan suatu mata bor berupa pahat yang dilengkapi
batang logam sebagai pemberat diatasnya. Penetrasi pada formasi
dilakukan dengan menarik talikawat ke atas oleh mesin penggerak, dan
kemudian melepasnya sehingga pahat menumbuk formasi di bawahnya.
Setelah gerakan ini dilakukan beberapa kali, maka pahat diganti dengan
suatu alat pengambil sampel yang disebut bailer suatu tabung atau
bumbung baja yang dibawahnya diberi sistim katup. Dengan menjatuhkannya
bailer ini ke dalam lubang maka hancuran batuan ataupun sedimen lepas
masuk ke dalam tabung dan terperangkap oleh katup dan dapat diangkat
untuk memperolehnya. Air sering dimasukkan ke dalam lubang bor untuk
membersihkan lubang, tetapi tidak dalam tekanan yang terlalu tinggi
(maksimum 100 l/menit).
Alat Bor Tumbuk Biasa
Ada beberapa macam alat bor tumbuk ini yang terutama digunakan untuk
batuan keras dalam operasi pertambangan. Alat ini biasanya dipasang di
atas suatu truk atau traktor, dan sangat mudah dioperasikan dalam
segala arah sudut.
Hammer Drill (Bor Palu)
Mesin bor yang juga disebut Wagon Drill (Chaucier dan Morer, 1987) itu
terdiri dari palu yang bergerak vertikal dan dipasang sepanjang suatu
peluncur (slide) yang dipasang pada suatu kendaraan seperti truk atau
traktor. Palu ini memukul-mukul suatu rangkaian batang bor yang pada
ujungnya dipasangi suatu matabor. Jenis Wagon Drills yang ringan (Atlas
BVB) dapat mencapai kedalaman rata-rata 30 meter dan maksimum 50-60
meter. Jenis Wagon Drills yang besar (Altas Roc 601) rata-rata 70
sampai 100 meter. Sampel yang didapatkan adalah serpihan batuan yang
ditiup oleh udara yang dikompresikan melalui pipa bor, dan ditangkan
diluar oleh alat khusus yang disebut cyclone sample chamber.
Kelemahan dari Wagon Drill adalah perolehan sampel yang kecil (5kg/m), karena diameter lubang yang didapatkan adalah 40-50 mm.
Down-Hole Hammer Drill (Alat Bor Palu Dalam Lubang)
Pada alat bor ini palu didapatkan langsung dipasang di atas drive
sampler, berbentuk suatu silinder yang bergerak turun naik secara
lancar (smooth) dan digerakan oleh udara tertekan dari compressor
melalui pipa bor. Mata bor disini dapat pula melakukan gerak rotasi
atau putar. Kedalaman rata-rata yang dapat dicapai alat ini adalah
80=100 meter, tetapi dapat pula dirancang untuk mencapai kedalaman
300-1000 meter, dengan menggunakan pipa selubung (casing). Diameter
lubang yang dibuat adalah 65-170 mm, sehingga dapat perolehan sampel
(sample recovery) yang lebih besar daripada Wagon Drill. Namun biayanya
3 sampai 4 kali biaya pemboran permeter daripada Wagon Drill. Hammer
Drill jenis ini diklasifikasikan sebagai bor palu ringan (Light Hammer
Drill, Ingersoll type).
Bor Tumbuk dengan Drive Sampler
Perkembangan dari bor tumbuk atau percussiun drilling adalah pemasangan
apa yang disebut drive sampler sebagai pengganti matabor. Alat bor ini
hanya cocok dipergunakan untuk lapisan tanah atau sedimen lepas. Alat
ini berupa sepotong pipa dengan ujungnya terbuka dan tajam. Tabung baja
ini mempunyai bentuk dengan panjang yang berlainan, kurang lebih 91,44
cm dan diameternya (bagian luar) 7,62 cm. Alat ini dilengkapi dengan
cincin (ring) yang gunanya untuk penyesuaian bila diameternya akan
mencapai 12,7 cm. Sedangkan pada sampler bagian atas terdapat lubang
untuk lewat air/lumpur pemboran, yang dilengkapi dengan katub pengatur,
katub ini gunanya untuk :
- Masuknya lumpur pemboran pada saat diangkat
- Mencegah cebakan udara dan air dalam tabung yang akan menjadi pengganggu naiknya sampel atau rusaknya sampel batuan.
Katup bola pengatur tidak selalu effektif penuh, karena kadang-kadang
hal itu akan menyumbat katub dan menahan untuk tetap terbuka. Drive
sampler ini yang bertindak sebagai alat bor, mempunyai dinding dengan
ketebalan 5 inci, alat ini diselubungi dengan pipa pelindung (casing).
Ada beberapa macam peralatan drive sampler, alat ini telah dikembangkan
untuk berbagai macam soil, yaitu dengan menggunakan dinding sampler
yang tipis. Membuat dinding yang setipis mungkin ini dimaksudkan untuk
pengendalian sisipan sampel batuan. Banyak juga drive sampler telah
dikembangkan untuk berbagai mekanisme guna mendapatkan sampel batuan
sebaik mungkin.
Pengamanan :
Walaupun bor tumbuk ini biasanya dipasang pada suatu truk atau traktor,
namun ada kalanya mesin langsung dipasang diatas tanah. Hal-hal yang
perlu diperhatikan selama pekerjaan pemboran yaitu :
Landasan mesin bor, landasan ini harus dipersiapkan dengan letak yang
betul. Landasan ini perlu stabil mesinnya bisa selalu dalam keadaan
mantap dan dapat menahan mesin bor serta peralatannya. Juga memudahkan
operator bekerja dengan leluasa. Ukuran landasanya itu minimum 3,5 X
3,5 meter.
Demikian pula pada pemboran dasar sungai, untuk memudahkan dan
keamanan, maka sesuai jaminan perlu dibuat “andang-andang”
(scaffolding), dalam suatu rencana pekerjaan pemboran dasar sungai dan
ini berarti penambahan biaya maupun waktu.
Keunggulan Bor Tumbuk
Bor tumbuk mempunyai keunggulan karena dapat menembus bongkah dalan
cebakan pasir/kerikil dengan cepat dengan memecahkannya, sampel yang
didapatkan dalam drive sampler atau bailer cukup akurat dan relatif
murah dan peralatannya cukup sederhana.
Pekerjaan ikutan sehubngan dengan pemboran tumbuk memberikan keunggulan sebagai berikut :
- Dapat mengukur Bulk Density dari tanah, lempung (clay), pasir (sand),
kerikil (gravel) dan lain-lain, dalam keadaan asli di lapangan.
- Dapat mengukur koefisien perbandingan antara tanah terpadat dengan yang tak terpadat langsung di lapangan.
Pengamatan dan Perekaman Data Geologi
Diskripsi litologi hasil pemboran
Setiap sampel yang diambil dari bailer harus langsung diamati seketika
itu juga mutlak dikerjakan oleh geologist di lapangan maupun kemudian
diverifikasi di laboratorium. Mengingat sampel hasil pemboran tumbuk
pengamatan khusus meliputi :
a. Mengenai berbagai jenis batuan yang mudah pecah dan yang mudah menyambung kembali.
- Litologi (warna, tekstur dsb), sifat kelunakan, kepadatan dan perlapisan.
- Banyaknya air yang terkandung dalam batuan tersebut.
- Keterangan mengenai batuan dari seluruh yang pecah seperti,
sifat kebulatan, prosentase jenis batuan dari keseluruhan volume
jenis batuan itu, juga keterangan dari sudut petrografi.
- Keterangan-keterangan mengenai keistimewaan setiap lapisan
batuan seperti kadar humus dalam suatu lapisan batuan, perubahan
warnanya dan lain-lain.
- Pengambilan macam-macam batuan tersebut seperti tempat pengambilan
batuan, susunan struktur batuan yang rusak dan struktur batuan yang
tidak rusak.
b. Mengenai berbagai jenis batuan yang keras sampai agak keras dalam suatu lapisan batuan.
- Litologi (warna, tekstur dsb), dari fragmen batuan dan semen batuan.
Keterangan mengenai zat-zat kecil yang terkandung dalam batuan seperti
susunan mineralogi, bentuk dan ukuran maupun letaknya,
perubahan-perubahan yang mungkin ada.
- Tingkat kekerasan batuan dan prosentase pengambilan dari lubang bor.
- Tingkat kerusakan dan lain-lain.
Perekaman/Catatan Data Pemboran
Setelah diadakan pengamatan batuan seperti ini kemudian dilakukan
pencatatan, catatan ini harus akurat, nyata, jelas, sistematis dalam
format yang telah ditentukan serta bisa dijadikan dokumen yang dijamin
kelamaannya. Pencatatan dilakukan pada format yang sudah tersedia yang
disebut log, yang dan pencatatan dilakukan pada kolom-kolom dan
kedalaman yang bersangkutan.
Pemerian batuan hasil pemboran ini akan menghasilkan catatan ringkas
yang sebagian akan dimasukkan dalam Boring record, kadangkala disebut
Drilling Record atau Drilling Log.
Penyimpanan sampel (Sample Storage)
Demikian pula tentang penyimpanan sampel (sample) hasil pemboran,
diberi kolom-kolom sesuai dengan pengambilan sample sehingga kelak bila
diadakan pemerian ulang tidak akan terjadi kericuhan.
Pada proses pengeboran peranan lumpur bor (drilling mud) sangat
penting, karena lumpur pengeboran ini memiliki beberapa fungsi, yaitu :
a. Mengangkat serbuk bor ke permukaan, hal ini sangat
penting sebab juka serbuk pengeboran tidak terangkat ke permukaan maka
dapat menyebabkan buntunya saluran pengeboran dan akhirnya dapat
menyebabkan terjepitnya pipa bor.
b. Mendinginkan dan melumasi pahat/biit dan rangkaian pipa
bor; proses pendinginan dan pelumasan pada sebuah kegiatan pengeboran
tidak boleh diabaikan sebab jika proses ini diabaikan dapat
mengakibatkan lelehnya biit atau rangkaian pipa akibat gesekan dengan
bidang bor, terlebih lagi jika kita menggunakan kecepatan rotasi tinggi
dan dibarengi dengan pelumasan yang tidak baik maka hal ini akan lebih
mempercepat lelehan bit.
c. Mengontrol tekanan formasi; dengan lumpur bor yang baik
maka tekanan formasi dapat terkontrol dengan baik, oleh karena itu
perbandingan antara lumpur dengan air harus seimbang, lumpur tidak
boleh terlalu kental atau terlalu encer.
d. Mencegah runtuhnya dinding lubang bor; dengan adanya
lumpur bor yang baik dapat membantu penyanggan dinding sehingga
keruntuhan dinding dapat kita hindari.
e. Melapisi dinding lubang bor dengan kerak lumpur; dengan
teknologi yang ada kita dapat membuat lumpur bor yang dapat mengering
pada dinding lubang bor sehingga dapat mengurangi longsor pada dinding
bor.
f. Menahan serbuk bor dan material-material pemberat dalam
bentuk suspensi bila sirkulasi atau pemboran dihentikan sementara; pada
proses pengeboran jika terjadi sesuatu hal yang mengakibatkan
sirkulasi lumpur terpaksa harus dihentikan. Kita tidak perlu khawatir
terhadap serbuk bor yang mengendap sebab lumpur yang baik akan dapat
menahan serbuk pengeboran dalam bentuk suspensi, tetapi jika lumpur bor
yang kita gunakan kurang baik kemungkinan material pemberat dan serbuk
bor mengendap cukup besar dan kemungkinan terjepitnya rangkaianpun
menjadi besar pula.
g. Mengurangi beban rangkaian pipa bor dan selubung yang
ditanggung oleh menara/rig; pengeboran yang dilakukan tanpa lumpur. Bor
yang baik, misalnya lumpur bor yang digunakan terlalu encer hal ini
akan menyebabkan proses pelumasan kurang berjalan baik adan juga fungsi
lumpur bor sebagai pembantu penyanggaan beban yang ditanggung oleh rig
juga akan berkurang, oleh karena itu pemilihan lumpur bor harus
benar-benar diperhatikan.
h. Untuk media loging I; maksudnya adalah penyampelan dengan bentuk sampel seperti log (silinder).
Berdasarkan bahan dasarnya lumpur bor dapat dibedakan menjadi tida macam, yaitu :
1. Lumpur dasar air tawar (fresh water base mud)
2. Lumpur dasar air asin (salt water base mud)
3. Lumpur dasar air minyak (oil water base mud)
Selama proses pengeboran berlangsung tentunya tidak terlepas dari
masalah, masalah yang mungkin timbul selama pengeboran diantaranya :
a. Semburan liar, semburan liar biasanya terjadi pada
pengeboran minyak bumi. Hal ini terjadi saat bor kita menembus batauan
pengurung gas sehingga gas menekan lumpur bor ke atas dan gas akhirnya
keluar permukaan. Jika pada saat pengeboran terjadi sembur liar
sebaiknya kita segera meninggalkan lokasi pengeboran untuk menghindari
hal-hal yang tidak diinginkan.
b. Runtuh dinding, runtuhnya dinding dapat disebabkan oleh
kondisi batuan yang kurang stabil atau dapat pula disebabkan oleh
penggunaan lumpur yang kurang tepat.
c. Hilang lumpur (mud loss) :
- Lumpur di dalam lubang sumur hilang atau masuk ke dalam lapisan sebagian atau seluruhnya.
- Dapat terjadi karena berat jenis lumpur bor terlalu besar, sehingga tekanan lumpur lebih besar dari tekanan lapisan.
- Hilangnya lumpur dapat diikuti oleh blow out.
d. Sloughing shale, dinding sumur disekitar lapisan shale
(serpih) mengembang sehingga menyempitkan atau menyumbat lubang bor,
pengembangan lapisan shale terjadi karena shale bereaksi dengan air yang
berasal dari lumpur pengeboran, kejadian ini dapat mengakibatkan
terjepitnya rangkaian pipa bor.
e. Bit leleh, lelehnya bit atau mata bor yang dapat terjadi
akibat kurang lancarnya proses pelumasan atau putarannya terlalu
tinggi.
f. Rod putus, putusnya rod dapat diakibatkan dari
sloughing shale yang mengakibatkan rod terjepit sedangkan putaran tidak
dihentikan.
g. Rangkaian pipa yang terjepit, hal ini dapat terjadi jika
viskositas diperbesar, tekanan fluida besar atau dapat pula disebabkan
oleh sloughing shale.
