Perforation การระเบิดเจาะผนังหลุม (Well Perforation) ทำกันอย่างไร

• Facebook
• Twitter
• Line

Perforation การระเบิดเจาะผนังหลุม (Well Perforation) ทำกันอย่างไร เพื่ออะไร – วันนี้จะมาชวนคุยเรื่องการระเบิดเจาะผนังหลุมกันว่าเราทำกันไปทำไม และ ทำกันอย่างไร

Perforation

มาคุยกันเรื่องเราทำกันไปทำไมก่อน ถ้าติดตามกันมาตลอดจะจำกันได้ว่า เราขุดชั้นหินลงไปเป็นหลุมลึกๆยาวๆ เราเอาท่อกรุ (casing) ซึ่งก็คือท่อเหล็กต่อๆกันใส่ลงไปในหลุม กันไม่ให้ชั้นหินมันถล่มลงมากลบปิดหลุม แล้วเราก็เอาซีเมนต์ไปใส่ไว้ในช่องว่างระหว่างชั้นหินกับท่อกรุ อย่างในรูปข้างล่าง

ถ้าหน้าตาหลุมมันเป็นแบบข้างบนนี้ จะให้ปิโตรเลียมมันไหลผ่านชั้นหินผ่านซีเมนต์ ผ่านผนังท่อกรุ เข้ามาข้างในท่อกรุได้อย่างไรล่ะ เราก็ต้องเจาะรูที่ผนังท่อกรุให้มันทะลุซีเมนต์ ทะลุชั้นหินเข้าไปจริงไหมครับ

ดังนั้นหน้าตาของหลุมหลังเจาะรูมันก็ควรจะคล้ายๆรูปข้างล่างนี้ ปิโตรเลียมก็จะไหลเข้ามาในหลุมได้ตามแนวลูกศร

วิธีที่เราเจาะคือใช้ระเบิดครับ ระเบิดที่เราใช้เนี้ยเป็นแบบบังคับทิศทางได้ ไม่ใช่แบบตูมแล้วส่งแรงอัดไปทุกทิศทาง เราเรียกว่า shape charge

หน้าจะเป็นเหมือนถ้วยก้นแหลมๆอย่างในรูปข้างล่างนี้ ตรงสีเขียวๆเป็นภาชนะที่หุ้มสารระเบิดโดยมากทำด้วยโลหะ สีน้ำเงินคือสารระเบิด โดยมากเราใช้ RDX HMX HMS (ขึ้นกับอุณหมูมิ และแรงดัน ก้นหลุมจุดที่จะใช้งาน) ส่วนสีส้มคือโลหะ เราเรียกว่า liner จะเป็นตัวทำให้เกิด พลาสม่าเจ๊ต (ดูรูปต่อไปครับ)

เวลามันระเบิด ความร้อนและความดันสูงจากการระเบิดจะหลอมโลหะที่หล่อเป็นรูปตัววี (liner) ให้เป็นพลาสม่าความเร็วสูงมาก พุ่งออกมา ทะลุผนังท่อกรุ ทะลุซีเมนต์ ทะลุเข้าไปในชั้นหิน อย่างรูปข้างล่าง

ความแรง ความเร็วของพลาสมาก็จะขึ้นกับชนิดและปริมาณวัตุระเบิด

ส่วนขนาดของรูว่าใหญ่หรือเล็ก (0.25″ ไปจนถึง 1.5″) และ ระยะที่พุ่งเข้าไปว่าจะเข้าไปลึกหรือตื้นๆ (ระดับไม่กี่นิ้วไปจนถึงเป็นฟุตๆ) ก็ขึ้นกับมุมของก้นถ้วย

โดยมากแล้ว ถ้าต้องการให้พลาสม่าพุ่งเข้าไปลึกๆ รูมักจะเล็ก แต่ถ้าอยากให้รูใหญ่ๆ ระยะที่พุ่งเข้าไปก็มักจะไม่ลึก เข้าตำรา ได้อย่างเสียอย่างน่ะครับ

ส่วนจะเลือกเอาอะไร (รูใหญ่แต่ตื้น vs. รูเล็กแต่ลึก) ก็ขึ้นกับลักษณะการไหล คุณสมบัติ และ แรงดัน ของปิโตรเลียมที่จะผลิต วิศวกรแหล่งผลิต (reservoir engineer) จะเป็นคนออกแบบมาว่าต้องการแบบไหน

อัตราส่วนและสูตรพวกนี้เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงของทางทหาร

เทคนิคนี้เป็นเทคนิคเดียวกันกับที่ใช้ทำระเบิดเจาะเกราะรถถัง สารวัตถุระเบิดก็เป็นแบบเดียวกัน คือ RDX HMX และ HMS ขึ้นกับระดับอุณหภูมิของหลุมในจุดที่จะใช้งาน

วิธีเอาระเบิดลงไป เราเอาลงไปได้ 2 วิธีหลักๆ คือ หย่อนลงไปกับสายเคเบิ้ล หรือ ที่เราเรียกว่า wireline perforation หรือ หย่อนลงไปกับท่อผลิต ที่เราเรียกว่า TCP (Tubing Convey Perforation) ซึ่งมีข้อดีข้อเสียและการใช้งานที่แตกต่างกัน จะขอล่ะไว้ไม่กล่าวถึงในที่นี้ เพราะจะเยอะไป

แต่ไม่ว่าจะหย่อยระเบิดลงไปด้วยวิธีไหน ระเบิดที่หย่อนลงไปก็จะมีลักษณะไม่ต่างกัน คือ จะเอา shape charge นั้นมาประกอบกันเข้ากับท่อ หรือ เอามาติดกับแกนเหล็กเปลือย ซึ่งเราเรียกว่า gun หรือ ปืน นี่แหละครับ

รูปข้างล่างนี้เป็นแบบเอา shape charge เรียงขดๆม้วนๆใส่ท่อ เราเรียกว่า casing gun เพราะโดยมากเราใช้มันยิงทะลุ casing (ท่อกรุ)

สังเกตุว่า shape charge และ ระบบจุดระเบิดจะไม่สัมผัสกับของเหลวในหลุมที่โดยมากเป็นน้ำเกลือ (brine) เพราะมันถูกจัดเรียงไว้ในท่อปิดสนิท

ส่วนแบบรูปข้างล่างนี้เป็นแบบเปลือยๆ ไม่มีท่อหุ้ม

สังเกตุว่า shape charge และ ระบบจุดระเบิดจะสัมผัสกับของเหลวในหลุมที่โดยมากเป็นน้ำเกลือ (brine) ซึ่งการใช้งานก็จะต่างไปจากแบบ casing gun หรือแบบมีท่อหุ้ม

ขอไม่ลงรายละเอียดว่ามันใช้งานต่างกันอย่างไร มีข้อดีข้อเสียต่างกันอย่างไร

เราสามารถเลือกได้ว่าจะให้ยิงไปทิศทางไหนบ้าง และ เลือกจำนวนรูได้ด้วยว่าใน 1 ฟุต ต่องการเจาะกี่รู

นอกจากนี้ก็ เวลายิงระเบิดก็มีทั้งแบบ overbalance (ความดันของน้ำเกลือในท่อกรุมากกว่าความดันของชั้นหิน) และแบบ underbalance (ความดันของน้ำเกลือในท่อกรุน้อยกว่าความดันของชั้นหิน)

ก็อีกนั่นแหละ มีข้อดีข้อเสีย และ การใช้งานที่แตกต่างกัน ก็จะละเอียดไปหน่อยถ้าจะเอามาฝอยให้หมดในม้วนเดียว เดี๋ยวไม่มีเรื่องให้เขียนภาคต่อไป 555

ต่อมาเราก็จะมาคุยกันเรื่องระบบการจุดระเบิด เราใช้กระแสไฟฟ้าในการจุดระเบิดครับ

ผมจะไม่ขอลงรายละเอียดมาก เพราะเดี๋ยวจะกลายเป็นชี้โพรงให้กระรอก กลายเป็นคู่มือการทำระเบิด พวกเราที่เป็น wireline perforation จะรู้จักดีและถูกฝึกอบรมมาให้ทำอย่างถูกวิธีและปลอดภัย

การจุดระเบิดใช้ 3 ส่วนหลักๆ

อย่างแรกคือ electric detonator หรือที่เรียกว่าชนวนระเบิด หน้าตาจะประมาณนี้ มีหลากหลายแบบมากๆ แบบทีเอามาให้ดูคือแบบเบสิกๆ กูเกิลดูเอาได้ มีเพียบ แบบที่เราใช้ จะมีสองแบบใหญ่ๆ คือแบบมีรูตรงกลาง กับไม่มีรูตรงกลาง

แบบมีรูตรงกลางนั้นเราใช้กับ casing gun ที่ระบบจุดระเบิดอยู่ในท่อเหล็ก เพราะว่า ถ้าท่อนั้นรั่วเพราะประกอบมาไม่ดี หรืออะไรก็แล้วแต่ ทำให้น้ำเกลือในท่อกรุเข้ามาในท่อที่บรรจุระเบิดได้

น้ำเกลือจะเข้าไปในรูที่ว่านี้ ทำให้ชนวนระเบิดด้าน ทำไมถึงต้องให้ด้าน เพราะถ้าไม่ด้าน ระเบิดตูมขึ้นมา นึกภาพดูนะครับ ในท่อ gun เต็มไปด้วยของเหลว (น้ำเกลือที่รั่วเข้ามา) ของเหลวเป็น incompressible fluid ใช่ไหมครับ มันทนแรงอัดไม่ได้ มันจะถ่ายแรงอัดไปที่ท่อที่บรรจุระเบิดโดยตรง ทำให้ท่อแตก บวม เสียหาย ติดคาอยู่กับท่อกรุ

ส่วนชนวนระเบิด (detonator) ที่ใช้กับ gun เปลือยๆ นั้นจะไม่มีรูตรงกลาง เพราะแบบ gun เปลือย ระบบจุดระเบิดทั้งหมดจะแช่สัมผัสกับน้ำเกลือในท่อกรุตลอดเวลาอยู่แล้ว ถ้าหยิบผิดเอา detonator แบบมีรูมาใช้กับแบบ gun เปลือย ก็นะ ชนวนมักก็ด้านนะซิครับ

ส่วนสำคัญต่อมาคือที่เราเรียกว่า ฝักแค หรือ primacord ซึ่งก็คือ ผงระเบิดที่เอามาอัดแล้วห่อเป็นเส้นๆดีๆนี่เองครับ เหมือนขดสายไฟเส้นโตๆ

Primacord (หรือบางทีเรียก deonator coard) มีหน้าที่ส่งแรงระเบิด (shock wave) จาก detonator ไปที่ shape charge พอเอามาประกอบกันก็จะได้อารมณ์ประมาณรูปข้างล่างนี้แหละครับ

วิศวกร wireline เกือบทุกสำนักในสมัยก่อน ถูกฝึกมาให้ทำหน้าที่ประกอบ gun และ arm (ต่อ) ระเบิดเป็นกันทุกคน คือ เป็นทั้ง wireline logging และ wireline shooter (perforation นั่นแหละครับ)

แต่รุ่นหลังๆ ด้วยหลากหลายเหตุผล เกือบทุก บ.ได้แยกงาน shooter ออกจากงานวิศวกร wireline logging

ผมเองเป็น wireline engineer ยุดไดโนเสาร์เลยโชคดีที่ได้ถูกสอนมาให้ทำมาทั้ง 2 อย่าง

จึงเรียกได้ว่าพวกเราเป็นกลุ่มคนอีกกลุ่มหนึ่งที่สามารถประกอบระเบิดได้อย่างถูกวิธี และ ปลอดภัย แต่พวกเราก็ไม่เคยเอาทักษะที่เรียนมาไปใช้ในทางที่ไม่ดี

เท่าที่ผมทราบ ยังไม่มีพรรคพวกคนไหนไปประกอบระเบิดนอกงานอาชีพของเรา

เนื่องจากอย่างที่เกริ่นไว้แล้วว่า ผมคงไม่ลงรายละเอียดมากว่าประกอบระเบิดอย่างไร เพราะเดี๋ยวจะกลายเป็นการสอนประกอบระเบิดไป ซึ่งผิดวัตถุประสงค์ของบล๊อกผม

ก่อนจะจบ จะให้ดูรูปนึงที่แสดงให้เห็นว่า งานประกอบ และ ต่อระเบิด นั้นถ้าพลาดจะเกิดอะไรขึ้น เราเรียกว่า detonate on surface จะร้ายแรงมากๆ เพราะระเบิดที่เราใช้นี่ถูกออกแบบมาให้ระเบิดภายใต้อุณหภูมิและความดันสูงมากๆ

ถ้าขณะต่อประกอบระเบิดแล้วพลาดระเบิดขึ้นมาที่ความดันบรรยากาศ อุณภูมิห้อง จะเกิดอะไรขึ้น …

เรื่องประกอบระเบิดเนี้ยเราถูกสอนถูกฝึกมาว่า ไม่มีโอกาสที่สอง – no second chance ครับ

Perforation – How to make hole in casing (เราเจาะรูท่อกรุได้อย่างไร)

• Facebook
• Twitter
• Line