Production Logging Tool (PLT)

Production Logging Tool ตัวย่อของมันในรายงานต่างๆคือ PLT แต่ถ้าเป็นผลงาน (log) ของเครื่องมือชิ้นนี้ เราเรียกว่า Production Logging Log ในรายงานต่างๆย่อว่า PLL หรือ บางทีบางบ.ก็ย่อว่า PL เอาว่า ก็เดาๆเอาก็จากบริบทของรายงานแล้วกัน

เครื่องมือชิ้นนี้ ไม่ได้วัดคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของชั้นหินแบบเครื่องมือก่อนๆที่ผมเอามาเล่าให้ฟังครับ แต่มันวัดคุณสมบัติต่างๆของของไหลที่ผลิตออกมาจากชั้นหิน (reservoir fluid) ณ.จุดที่ของไหลไหลเข้ามาในหลุม

ผมใช้คำว่าของไหล ไม่ใช้คำว่าของเหลว หรือ น้ำมัน หรือ ปิโตรเลียม เพราะว่า ผมจงใจต้องการให้ครอบคลุมไปให้ครบทั้ง น้ำ น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติเหลว และ ก๊าซ

PLT ต่างจากการทดสอบหลุมที่เรียกว่า Well Testing ที่วัดกันที่ปากหลุม หรือ อาจจะวัดกันที่จุดไหลเข้าหลุม โดยแยกทดสอบทีล่ะส่วนๆ (zone) ของหลุม และ ทำได้หนเดียว คือ ตอนที่ทดสอบหลุมตอนเริ่มต้น แต่ถ้าหลุมผลิตไปแล้วก็ไม่สามารถจะทำได้ด้วยวิธีเดิม เพราะองคาพยพ การติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆมันเยอะแยะมากมายบานเบอะ

คุณสมบัติต่างๆของของไหลที่ผลิตออกมาจากชั้นหินที่ PLT วัดกันนั้นคืออะไรกันบ้าง ก็เบสิกๆครับ (แต่ประโยชน์มหาศาล) คือ ความดัน ความหนาแน่นของของไหล อุณหภูมิ และ อัตราการไหล

ความดัน กับ อุณหภูมิ นี่ไม่ยาก ทุกคนเข้าใจ ก็ใช้ เกจความดัน (pressure gauge) ธรรมดาๆ ส่วน อุณหภมิก็เบๆ thermo-coupling ที่ใช้กันแพร่หลาย

ส่วนความหนาแน่นของของไหลนั้น วัดง่ายๆมาก แค่วัดความดันของของไหลในหลุม 2 จุด บนเครื่องมือที่ห่างกันคงที่ เช่น ห่างกัน 1 ฟุต ดูในรูปข้างล่างตรงที่ลูกศรชี้ไปที่เรียกว่า gradiomanometer จะเห็นจุดวัดความดัน 2 จุดที่ห่างกัน

สูตรเลขและฟิสิกส์พื้นๆเลยครับ ความดัน (p) = ความหนาแน่นของไหล (d) x แรงโน้มถ่วงโลก (g) x ความลึก (h)

รู้ความดัน 2 จุด รู้ระยะหว่างระหว่าง 2 จุดที่วัด แก้สมการเอา d = (p2 – p1)/(g x h)

อ้าว …. ถ้าหลุมมันเอียงๆล่ะ เครื่องมือเราก็นอนไปตามแนวหลุม มันก็เอียงๆไปด้วย ไม่ตั้งตรง h มันก็ต้องน้อยลงซิจ๊ะ ก็ใช้ครับ แล้วเราจะรู้ได้ไงว่าเครื่องมือเราเอียงจากแนวดิ่งเท่าไร ดูในรูปข้างล่างอีกที จะเห็นเครื่องมือวัดที่ชื่อว่า accelerometer นั่นแหละครับ มันจะวัดความเอียงจากแนวอิ่งของเครื่องมือ เพื่อใช้ในการหาค่า h ที่เอาไปใช้คำนวน

เอ๊ะ accelerometer มันใช้วัดความเร่งนี่ครับ จะใช้วัดความเอียงได้ไง คืองี้ครับ จริงอยู่มันวัดความเร่ง มันวัดความเร่งทั้ง 3 แกน ในสามมิติเลยครับ มันวัดความเร่งตามแนว x y z แล้ว เอามาคำนวนหาความเร่งตามแนวที่เครื่องมือเคลื่อนที่ ตามสมการเวคเตอร์อะน่ะ … เอาล่ะซิ เริ่มเคืองผมแล้วซิ เอาอะไรมาเนี้ย ชักมึน

ถ้าอยากรู้ว่าเครื่องมือมันทำมุมกับแนวดิ่งเท่าไรก็เอา Az/A ก็ได้ค่า cosine ของมุมที่ทำกับแนวดิ่งแล้วจริงๆป่ะ … เอ้า ตื่นๆ รื้อฟื้นความรู้กันหน่อย

นอกจากนี้ เจ้า accelerometer นี้ยังใช้วัดความเร็วที่แท้จริงของเครื่องมือได้อีก เดี๋ยวจะอธิบายทีหลังว่า ความเร็วที่แท้จริงนี้สำคัญอย่างไร หลังจากอธิบายหลักการวัดอัตราการไหลแล้ว

ที่น่าทึ่งของเจ้าเครื่องมือนี้คือ การวัดอัตราการไหลนี่ซิ คนคิดก็นะ น่าให้รางวัลอะไรสักรางวัล

หน้าตาคร่าวๆก็เป็นแบบรูปข้างบนนี่แหละครับ มันจะมีใบพัดที่เป็นรูปสีแดงๆนั่นล่ะ ส่วนเส้นโค้งๆดูเป็นกะเปาะๆนั่นคือ bow spring ที่ทำหน้าที่เหมือนกรงให้เจ้าใบพัดนั่นอยู่ตรงกลางท่อกรุ ไม่งั้นเดี๋ยวใบพัดมันไปตีกับผนังท่อกรุ

ถ้าในท่อมีของไหลที่ไม่ไหล คืออยู่นิ่งๆ พอเราลากเครื่องมือขึ้น (up log) หรือ หย่อนเครื่องมือลง (down log) ใบพัดมันก็จะหมุนจริงไหมครับ ลากขึ้นก็หมุนทางหนึ่ง หย่อนลงก็หมุนอีกทางหนึ่ง เหมือนเราเอากังหันกระดาษปักไว้หน้าจักรยาน แล้วปั่นจักรยานไปในอากาศนิ่งๆ กังหันมันก็จะหมุน

คราวนี้ถ้าของไหลนั้นเคลื่อนที่ เช่น ไหลขึ้นปากหลุม ตอนที่เราลากเครื่องมือขึ้น ใบพัดมันก็จะหมุนช้าลงจริงไหม เพราะกังหันมันจะเห็นความเร็วของของเหลวสัมพัทธ์เมื่อเทียบกับเครื่องมือที่ถูกลากขึ้นปากหลุม เอ้า งง …

ลองดูตัวเลขมั่วๆให้เห็นภาพ เช่น ถ้าเราลากเครื่องมือขึ้นไปปากหลุมด้วยความเร็ว 10 ม.ต่อนาที ในของไหลที่อยู่นิ่งๆ ใบพัดจะเห็นความเร็ว 10 ม.ต่อนาที แล้วมันจะหมุน 100 รอบต่อนาที

ถ้าของไหลไหลขึ้นไปปากหลุม คือ ไหลไปทางเดียวกับที่เครื่องมือเคลื่อนที่ ไหลด้วยความเร็ว 4 ม.ต่อนาที ใบพัดจะเห็นความเร็ว 10 – 4 = 6  ม.ต่อนาที แล้วมันจะหมุนช้ากว่า 100 รอบต่อนาที

ในทางกลับกัน ถ้าหย่อนเครื่องมือลงด้วยความเร็ว 10 ม.ต่อนาที แต่ของไหลยังไหลขึ้นปากหลุมเหมือนเดืม ไหลด้วยความเร็วเท่าเดิม (4 ม. ต่อนาที) ใบพัดจะเห็นความเร็ว 10 + 4 = 16  ม.ต่อนาที แล้วมันจะหมุนเร็วกว่า 100 รอบต่อนาที

ถ้าเรารู้ว่าเราลากเครื่องมือขึ้น หรือ หย่อนเครื่องมือลงด้วยความเร็วเท่าไร เราวัดความเร็วรอบของการหมุนใบพัดได้ว่ากี่รอบต่อนาที (tachogenerator – เครื่องวัดความเร็วรอบเบๆนี่แหละ) เราก็สามารถคำนวนกลับได้ว่า ของไหล ไหลไในในทิศทางไหน ขึ้นหรือ ลง ด้วยความเร็วเท่าไร

พอเรารู้ความเร็วของของไหล เรารู้ว่าพื้นที่หน้าตัดภายในของท่อกรุที่ของเหลวมันไหล เราก็รู้อัตราการไหลจริงป่ะ สูตรเลขธรรมดาๆ แต่เดี๋ยวก่อน การไหลนั้นมีหลายแบบ คนที่เรียนกลศาสตร์ของไหล (fluid mechanic) จะรู้ดี ดังนั้น สูตรจะแตกต่างกันไป เดี๋ยวนี้เราเอาเข้าโปรแกรม ให้ซอฟแวร์มันจัดการให้หมด เราวิศวกร รู้หลักการทำงาน หลักการแปลความหมาย เบื้องต้น ก็พอแล้ว ลึกๆ ก็ให้ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทางจัดการไป

ดังนั้นการคำนวนอัตราการไหลให้ได้แม่นๆนั้น ต้องรู้ความเร็วของการเครื่องที่ของเครื่องมือ ซึ่งแบบง่ายๆคร่าวๆคือวัดจากการเคลื่อนที่ของสายสายเคเบิ้ลที่ปากหลุม ถามว่า แล้วจริงๆเครื่องมือมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเดียวกับความเร็วของสายเคเบิ้ลที่ปากหลุมไหม

คำตอบคือไม่ครับ เพราะในหลุมมันมีแรงเสียดทาน (drag) หลุมเอียงไปมา คดไปมา การเคลื่อนที่ของเครื่องมือมันจึงกระตุกกระชาก หยุดๆเป็นพักๆ ทั้งๆที่สายเคเบิ้ลที่ปากหลุมก็ดูเหมือนกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ แต่เจ้าใบพัดที่ก้นของเครื่องมือมันตอบสนองกับความเร็วในการเคลื่อนที่จริงๆของเครื่องมือ

ถ้าเอาความเร็วของเคเบิ้ลที่ปากหลุมไปใส่สมการคำนวน ผลที่ได้ก็เพี้ยนไปหมด ดังนั้น ที่อธิบายค้างไว้เรื่องเจ้า accelerometer ก็มาตอบโจทย์ตรงนี้ครับ เพราะเจ้า accelerometer มันวัดความเร่งของเครื่องมือตามชื่อมัน ถ้าเรา ปฏิยานุพันธ์ มัน ก็จะได้ความเร็วจริงไหม

เฮ้ย ไอ้ ปฏิยานุพันธ์  มันคืออะไร 555 มันคือ อินทิเกรท นั่นเองครับ ไอ้เจ้าสัญลักษณ์ถั่วงอกในวิชาแคลคูลัสที่เราเกลียดกันเข้าไส้น่ะ แต่ไม่ต้องห่วง ซอฟแวร์มันจัดการให้ครับ

รื้อๆกันนิด อนุพันธ์ (differential) ของระยะทาง คือ ความเร็ว อนุพันธ์ของความเร็ว คือ ความเร่ง ภาคกลับกัน ปฏิยานุพันธ์ (integral) ของความเร่ง ก็จะได้ความเร็ว ปฏิยานุพันธ์ของความเร็วก็จะได้ระยะทาง … ข้ามๆไปก็ได้นะพี่นก 555 … แหม … จะเป็นวิศวกรที่ดีได้ เบสิกต้องแน่นนะครับ

มาว่าเรื่อง PLT ต่อ …

เครื่องมือนี้ นอกจากมี 4 การวัดหลักๆ คือ ความดัน ความหนาแน่น อุณหภูมิ และ อัตราการไหลแล้ว ยังมีการวัดอื่นๆยิบย่อยแถมอีก เช่น รังสีแกมม่า ตัวตรวจวัดรอยต่อของท่อกรุ (CCL – Casing Collar Locator) เอาไว้ให้เรารู้ว่าตอนนี้เครื่องมือเราอยู่ตรงไหนในหลุมเมื่อเทียบกับท่อกรุ และ อยู่ตรงไหนในหลุมเมื่อเทียบกับชั้นหินภายนอกท่อกรุ

ที่ว่ามานั้นคือเบสิกๆ ขั้นต่ำจริงๆของ PLT ในปัจจุบันนี้มีการนำเครื่องมือวิริสมาหรา อัพเลเวล อัพเกรด กันเข้าไปอีก เช่น RST (Reservoir Saturation Tool), Phase velocity, water saturation ซึ่งอย่างเพิ่งไปแคร์ว่ามันอะไรกันนักกันหนา เอาเบสิกๆไปก็พอ

หน้าตามันเลยอาจจะออกมาประมาณนี้

 

แถมยังอาจจะไปเจอ MPLT อีก มันคืออะไรกันเนี้ย มันคือ Memory PLT ครับ คือ ไม่ต้องการข้อมูลขึ้นมาขณะทำการวัด วัดแล้วเก็บไว้ วัดกันให้เสร็จ ลากขึ้นมาทีเดียวแล้วโหลดลงคอมฯ ยิงขึ้นฟ้า (internet ผ่านดาวเทียม – ถ้าเงินถึงนะ) เข้าสนง.ใหญ่ไปให้ วิศวกรแหล่งผลิต (reservoir engineer) ที่กำลังนั่งในห้องแอร์จิบกาแฟรอ

ส่วนพวกเราควายทะเลที่ยิงข้อมูลขึ้นฟ้าเสร็จแล้วก็ทำอะไร เราก็ล้างเครื่องมือ ตรวจสอบให้เรียบร้อยว่ายังใช้งานได้ดี อะไรเสียก็ซ่อมก็เปลี่ยน เตรียมส่งลงเรือ แล้วไปไถนาแปลงอื่น เอ๊ย ไป platform อื่น หรือ หย่อยลงหลุมอื่นใน platform เดียวกัน ต่อไป

เราก็ได้รู้เรื่องเครื่องมือ การวัด หลักการทำงานไปแล้ว ก่อนจะจบ ถ้าไม่ไปรู้สักนิดว่า เราอ่านค่าต่างๆอย่างไร เอาไปใช้งานอย่างไร ก็คงจะเหมือนกระดกเหล้าขาวแล้วไม่มีมะขามเปียกตามเนอะ

งั้นเราไปรู้จักกับการอ่านค่า และ ใช้งานแบบไวไวควิกเบสิกๆกันดีกว่า

เริ่มจากทางซ้ายสุดก่อน จะเห็นว่าหลุมนี้ โดนยิง เอ๊ย โดนเจาะรู (perforation) ไว้ 5 ช่วง ของไหลก็ไหลเข้ามาในหลุมที่อัตราต่างๆกัน ถัดมาก็เป็นค่ารังสีแกมม่า ที่บอกว่า ช่วงไหน เป็นชั้นหินอะไร เอาไว้เทียบกับค่าต่างๆในการหยั่งธรณี (logging)

ถัดมาก็เป็นช่องที่เรียกว่า spinner ก็คือความเร็วรอบของใบพัดนั่นแหละ ดูเห็นมีหลายสีหลายเส้น ไม่ต้องต๊กใจ ก็แค่ความเร็วรอบของใบพัดที่เราลากเครื่องมือขึ้นลงที่ความเร็วต่างๆกัน ที่เราต้องใช้ความเร็วต่างๆกันก็เพื่อการวัดที่แม่นยำมากขึ้น

จะเห็นว่า ยิ่งไกลก้นหลุม (หรือยิ่งใกล้ปากหลุม) ความเร็วรอบใบพัดยิ่งเยอะ แปลว่า ของไหลมันก็ไหลจากชั้นหินที่ท่อกรุโดนเจาะรูชั้นล่าง สมทบกันขึ้นมาเรื่อยๆ ความเร็วรอบใบพัดมันจึงมากขึ้นเรื่อยๆ

ถ้าชั้นหินไหนไหลเข้ามาน้อยหรือไม่ไหลเข้ามา ใบพัดก็จะไม่หมุนเร็วเพิ่มขึ้น (หรือไม่หมุนช้าลง ขึ้นกับลากเครื่องมือขึ้นหรือหย่อนเครื่องมือลง) เมื่อลากเครื่องมือผ่านขึ้นลงชั้นหินนั้น

บางทีใบพัดหมุนมากขึ้นหรือลดลงแบบกลับทิศทางการหมุน แปลว่าเกิด cross flow นั่นคือ ชั้นหินหนึ่ง ทำตัวเป็นหลุมดำ ดูดเอาของไหลที่ออกมาจากชั้นอื่น เข้าไปในชั้นตัวเอง พูดง่ายๆคือ ขโมยนั่นแหละ แทนที่จะไหลขึ้นมาปากหลุม ชั้นหินนี้ขโมยเอาไปซะ เหตุผลหนึ่งที่เป็นไปได้ คือ ความดันของชั้นหินนี้มันน้อยกว่าชั้นหินอื่น อาจะเป็นเพราะถูกผลิตไปล่วงหน้าเมื่อนานมาแล้วจากหลุมอื่น เป็นต้น

ถัดมาก็จะเห็นเส้นอุณภูมิ 3 เส้น เส้นจุดสีเขียว คือ เส้นทางทฤษฎี ว่ามันควรเป็นแบบนี้นะ ที่เราเรียกว่า Temperature gradient เส้นสีแดง คือ เส้นที่วัดได้เมื่อยังไม่เปิดหลุมให้ไหล หรือ ก่อนจะมีการเจาะรูท่อกรุ เราเรียกเส้นนี้ว่า static temperature

เส้นสุดท้ายก็คือเส้นสีน้ำเงิน คือ เส้นอุณหภูมิขณะที่ของไหลไหลออกจากชั้นหิน จะเห็นว่า อุณหภูมิลดลงตรงจุดที่ของไหลไหลเข้ามาในหลุม

ในรูปนี้ไม่มีเส้นความดัน และ ความหนาแน่น ซึ่งก็แปลความได้ไม่ยาก คล้ายๆอุณหภูมินี่แหละ แถมยังใช้แยกได้อีกว่า ของไหลนั้น เป็นน้ำ น้ำมัน หรือ ก๊าซ เพราะความหนาแน่นของ 3 ของไหลนี้ไม่เท่ากัน

ด้วยความสามารถและความเก่งของคอมฯสมัยนี้ ผลลัพท์ต่างๆ ไม่ออกมาเป็นเส้นยึกยือให้เวียนหัว หรือ ต้องมาแปลกันด้วยมือด้วยสมองคนแล้วครับ มันออกมาเป็น อินโฟกราฟิก สีสันสวยงาม อ่านปุ๊บเข้าใจได้ปั๊บ

แต่อย่างไรก็ตาม ในฐานะควายทะเลที่ทำหน้าที่ field data acquisition (เก็บข้อมูลสนาม) เราก็ต้องรู้เบสิกๆเอาไว้บ้าง เพื่อการตรวจสอบคุณภาพข้อมูลเบื้องต้นก่อนยิงขึ้นฟ้า หรือ ส่งลงเรือ (ถ้าฐานะยากจน 555) เข้าฝั่ง

ผมว่าเรื่อง PLT เยอะพอแล้วครับ มากกว่านี้เดี๋ยวมาแย่งงานผม เอาแค่หอมปากหอมคอพอนะ … 🙂

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *