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 conto yang terusik (disturbed sample). Ketelitian lokasi kedalaman conto tergantung pula dari jenis matabor yang digunakan.
Conto 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.
Conto 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 conto mewakili selang kedalaman dari mulai batang dimasukkan sampai ke pencabutan.
Pada sistem bor Bangka, conto 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 conto 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. Conto 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 conto, yang tidak tercampur dengan rontokan dari dinding lubang bor, namun untuk mendapatkan ke dalam conto ini harus memperhitungkan kecepatan tidak seteliti bor inti.
Pengambilan Conto 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 conto batuan, khususnya litologi serta gejala geologi lainnya. Jenis conto yang didapatkan adalah :
Serbuk bor (Cuttings)
Conto ini adalah hasil kerukan dari matabor yang kemudian dibawa oleh air pembilas ke permukaan. Setap kemajuan selang kedalaman tertentu suatu conto yang diambil mewakili selang kedalaman tertentu dan dicatat. Conto ini dibersihkan dan dideskripsikan. Hasil deskripsi conto ini tidak akurat mengingat :
1. Conto tersebut harus menempuh jarak dari kedalaman sampai ke permukaan, sedang dalam waktu yang sama matabor sudah maju lebih dalam lagi. Kedalaman yang diwakili conto itu harus dikoreksi atau disetel terhadap data lain, seperti laju kecepatan pemboran atau log talikawat.
2. Conto 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. Conto 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 conto ini. Namun pada pemboran eksplorasi cebakan mineral tidak lazim dilakukan karena lebih mengandalkan pada pengamatan conto 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 conto 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 conto 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 conto 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 conto 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 conto 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 conto inti bor ini adalah selain mendapatkan kedalam conto 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 conto 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 conto 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). Conto inti untuk analisa laboratorium harus diambil dari inti yang telah dibelah ini. Penanganan conto inti ini harus dijaga supaya tidak terkontaminasi, terutama yang diperuntukan assay mineralisasi logam. Dalam hal batubara conto inti untuk dianalisa di laboratorium harus segera dibungkus dengan kertas parafin yang kedap udara, untuk menjada kelembaban aslinya (moiture content). Untuk setiap conto 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 conto serbuk pemboran dan dari conto inti bor. Jika dilakukan pengeboran inti penuh (full core drilling) penlogan dilakukan hanya dari pengamatan conto 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 conto diambil dengan bailer atau drive sampler. Conto 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 conto 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. Conto 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 conto 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 conto (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 conto atau rusaknya conto 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 conto batuan. Banyak juga drive sampler telah dikembangkan untuk berbagai mekanisme guna mendapatkan conto 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, conto 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 conto yang diambil dari bailer harus langsung diamati seketika itu juga mutlak dikerjakan oleh geologist di lapangan maupun kemudian diverifikasi di laboratorium. Mengingat conto 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 Conto (Sample Storage)
Demikian pula tentang penyimpanan conto (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.
