สถิติโลกใหม่ ขุดหลุมในแนวนอน (Horizontal well) – 15,000 เมตร !

ก่อนจะไปอ่านข่าว ขอเม้าส์มอยพอเป็นความรู้ติดปลายนวมกันหน่อยสำหรับเพื่อนๆที่ยังไม่รู้จักการขุดหลุมแบบนอนๆเอียงๆมากๆ

การขุดหลุมในแนวนอนแบบนี้ สมัยผมทำงานใหม่ๆเมื่อ 30 ปีก่อน เป็นอะไรที่ร้อง อู้หู ! อย่าว่าแต่ขุดในแนวนอนลงไปเลย เอาแค่ขุดให้เอียงๆมากๆ บังคับทิศทางได้ นี่ก็เป็น talk of the town แล้ว และ อุตสาหกรรมเราก็เหมือนกับทุกๆอุตสาหกรรมที่พัฒนาไปเรื่อยๆอย่างไม่หยุดยั้ง

เมื่อเราเริ่มขุดหลุมเอียงมากๆ ก้นหลุมยืดออกไปห่างจากปากหลุมมากๆ ที่เราเรียกกันว่า ERD คือ Extended Reach Drilling ไปจนถึงหลุมนอนไปในแนวราบ (Horizontal) ความท้าทายต่างๆในทางเทคนิคก็เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ

เช่น จะเอาน้ำหนักที่ไหนไปกดหัวเจาะ เพราะก้านเจาะ และ น้ำหนักทั้งหมดของก้านเจาะมันนอนอยู่ก้นหลุม ก้านเจาะก็นอนทับเศษหินที่เกิดจากการเจาะ จนเศษหินมากขึ้นเรื่อยๆจนฝังก้านเจาะ จะปั๊มน้ำโคลนเอาเศษหินเหล่านั้นขึ้นมาอย่างไร ไหนจะท่อกรุอีกล่ะ หย่อนลงไปถึงจุดที่หลุมมันโค้งไล่ลงไปในแนวราบ แล้วจะหย่อนท่อกรุต่อไปได้ไง และ อีกสารพัดความท้ายทาย แต่ก็นะเราก็หาทางขุดมันจนได้ ไว้ผมว่างๆจะมาเฉลยให้ฟังว่าเราจัดการกับความท้ายทายต่างๆในการขุดหลุมประเภทนี้ยังไงกัน

ในข่าวมีคำว่า ERD Extended Reach Drilling ก็เลยจะขอขยายความให้เป็นความรู้ติดไปหน่อยว่ามันคืออะไร

มันก็คือหลุมเอียงๆธรรมดาๆนี่แหละ ที่อัตราส่วนที่ก้นหลุมมันยืดออกไปมันมากหน่อย พูดไปก็งง อะ อะ ดูรูป

 

ถ้าเอา Horizontal displacement (เรียกอีกอย่างว่า step out) หาร ความลึกในแนวดิ่ง (vertical depth) ถ้าน้อยกว่า 1 ก็คือหลุมเอียงปกติๆ ถ้ามากกว่า 1 เมื่อไร ก็เข้าข่าย ERD well (Extended Reach Drilling well) ผลที่ได้จากการหารเนี้ย เราเรียกว่า ERD ratio

ERD ratio ยิ่งมากกว่า 1 เท่าไร ยิ่งยืดออกไปมาก ยิ่งขุดยากขึ้นเท่านั้น แล้วทำให้มันยากไปทำไม ทำไมไม่ย้ายแท่นไปเจาะใกล้ๆเป้าล่ะ

ย้ายแท่นไปเจาะใกล้ๆเป้าเหรอ ทำได้เราก็ทำไปแล้วครับ แต่ที่ไม่ทำเพราะ ย้ายไปไม่ได้อะดิ บางทีก็แพง เป้าแต่ล่ะเป้ามันก็ห่างกัน เจาะจากจุดเดียวกันทีเดียวหลายๆหลุม แล้วยืดๆไปจะถูกกว่า หรือ บางทีก็ขุดบนฝั่ง ใช้แท่นบก แล้วยืดไปเอาเป้า ใต้ทะเล ใต้เกาะ ใต้น้ำ ใต้แหล่งปะการัง (ซึ่งแน่นอนว่าเอาแท่นไปเจาะเหนือแนวประการังไม่ได้)

 

ขุดจากบนบกถูกว่า ค่าแท่น ค่า logistic ฯลฯ ย่อมเยากว่าเยอะ

นี่ก็เหมือนกัน ไปตั้งขาตั้งแท่นผลิตกันกลางทะเล มันแพง

บางทีก็เจอพวก แหล่งน้ำสาธารณะ ทะเลสาบ สวน ป่าอนุรักษ์ ชุมชนฯ แล้วน้ำมันดันไปอยู่ตรงนั้น จะเอาแท่นไปขุดโครมๆในป่าต้นน้ำ ก็นะ โดนคุณป้ามหาภัยประท้วงตายพอดี

 

 

รูปข้างบน นี่ก็นะ น้ำมันดันไปอยู่ใต้ภูเขาน้ำแข็ง จะเอาแท่นไปปักเจาะกันบนภูเขาน้ำแข็งก็ใช่เรื่อง

ส่วนรูปข้างล่างนี่ก็เหมือนกัน แหล่งน้ำมันมันอยู่ในจุดที่น้ำลึก ไปตั้งแท่นตรงนั้นก็ต้องเช่าแท่นขุดแบบ drill ship หรือ semi sub ซึ่งแพงระยับ อย่ากระนั้นเลย ตั้งแท่นตรงจุดน้ำตื่นแล้วขุดนอนๆสอยเอาจะถูกกว่า หรือ ไม่ก็เขย่งอีกหน่อย ดีดลูกคิดคำนวนดู เอาแท่นบกมาเจาะจากชายหาดซะเลย ค่าหลุมอาจจะแพงขึ้น แต่ค่าแท่น ค่าอื่นๆ อาจจะเจ๊ากันไปก็ได้

 

จะเป็นว่าการขุดแบบนี้ มันก็ตอบโจทย์อะไรๆได้หลายๆกรณี ที่ยกมาให้ดูนั้นแค่น้ำจิ้มพอให้ได้มโนกัน เอาล่ะ ไปดูข่าวของเรากัน เนื่องจากมันเป็นภาษาอังกฤษ ก็จะแปลเอาเฉพาะส่วนสำคัญๆก็แล้วกัน

ชื่อหลุมไม่ได้มีบอกไว้ในข่าว บอกว่าเป็นหลุมที่ขุดในโครงการความร่วมมือ (consortium) ที่ชื่อว่า Sakhalin-1 ขุดจากแท่นผลิตที่ชื่อว่า Orlan บนแหล่งผลิต (field) ชื่อ เชโว(Cheyvo)

กลุ่มความร่วมมือที่ว่านั้นก็มี 4 เจ้าด้วยกันถือหุ้นอยู่ มี ExxonMobil 30% Sakhalin Oil & Gas development 30%  Rosneft 20%  และ ONGC 20%

แท่นผลิต Orlan ที่ว่านี่อยู่ห่างจากชายฝั่งของเกาะ Sakhalin ไป 5 กม. ตรงนั้นน้ำลึกประมาณ 14 – 30 เมตร แหล่งเชโวอยู่ทางตะวันออกเฉียงเหนือของเกาะ

ใครนึกไม่ออกว่าเจ้าเกาะ Shakalin มันอยู่ตรงไหน ดูแผนที่นี่เลยครับ เกาะที่หมุดสีแดงปักอยู่นั่นแหละครับ มันอยู่เหนือเกาะฮอกไกโดของญี่ปุ่นขึ้นไปหน่อยนึง ถ้าหน้าหนาว ทะเลเป็นน้ำแข็ง สามารถเดินข้ามไป หรือ นั่งรถเลื่อนข้ามไปได้เลยครับ

ตอนผมไปทำงานที่ Wakanai ซึ่งอยู่ขอบบนสุดของเกาะฮอกไกโด วันที่อากาศดีๆ ทะเลเป็นน้ำแข็ง ผมก็เคยขับรถเลื่อนข้ามไปเดินเล่นในเมืองชายฝั่งเกาะ Sakhalin มาแล้วเช่นกัน

นอกเรื่องไปยาวเลย กลับมาที่ข่าวกัน

หลุมพระเอกของเราลึก (หรือยาวโดยวัดตามแนวหลุม) 15,000 เมตร โดยยืดออกไป (step out) 14,129 เมตร หมายถึง ถ้ามองลงมาจากข้างบน ก้นหลุมอยู่ห่างจากปากหลุม (หรือจุดที่แท่นขุดตั้งอยู่) 14.13 กม. … แม่เจ้า 14.13 กม. นี่มันแค่ไหน

สมมุติว่าผมเอาแท่นเจาะไปตั้งไว้ที่อนุสารีย์ประชาธิปไตยนะ แล้วมาดูว่า 14.13 กม. เนี้ย มันไปไกลแค่ไหน

โอ้วววว … ปากหลุมที่อนุสารีย์ประชาธิปไตย ก้นหลุมอาจไปอยู่ที่ กลางสะพานพระราม 8 ตึกโบ้เบ้ วัดโพธ์ ท่าช้าง ไปถึงโคนสะพานพระปิ่นเกล้าด้านฝั่งธนฯ และ อีกนิดเดียวก็ถึงรพ.ศิริราช

ในข่าว ไม่ได้บอกว่า vertical depth เท่าไร จึงไม่สามารถคำนวนได้ว่า อัตราส่วน ERD (ERD ratio) แต่ก็พอเดาได้คร่าวๆเพราะรู้ความยาวหลุมทั้งหมดว่า 15,000 เมตร ยืดออกไป (step out) 14,129 เมตร งั้นสมมุติว่า ขุดลงไปตรงๆ แล้วหักศอกเลย แสดงว่า ส่วนที่ตรงดิ่งลงไปนั้นก็เท่ากับ 15,000 – 14,129 = 871 เมตร ซึ่งก็คือ ความลึกในแนวดิ่ง (vertical depth)

ดังนั้น ERD ratio ก็น่าจะราวๆ 14,129 / 871 = 16.22 ซึ่ง เยอะมากๆๆๆๆๆ

ในความเป็นจริง เราขุดหลุมหักศอกแบบนั้นไม่ได้ ต้องค่อยๆโค้งๆไป จากแนวดิ่งเป็นแนวนอน ดังนั้น ความลึกในแนวดิ่ง (vertical depth) จะต้องมากกว่านี้ (ช่วยๆมโนกันนิสนุงนะ) ERD ratio 16.22 จึงเป็นค่าที่มากที่สุดที่เป็นไปได้ เพราะเป็นค่าที่คำนวนได้จาก vertical depth – ความลึกในแนวดิ่ง (ตัวหาร) ที่น้อยที่สุดที่เป็นไปได้

หรือถ้าจะขุดเอียงๆให้ลึกในแนวดิ่งที่สุด ก็จะลึกได้ถึง ถอดรูท 2 ของ ((15000 ยกกำลังสอง) – (14129 ยกกำลังสอง)) ได้ 5037 เมตร ก็สามเหลี่ยมมุมฉากนั่นแหละ แต่ถ้าขุดแบบนั้น จะไม่มีช่วงที่เป็นหลุมนอนเลย อย่างเส้นสีน้ำเงินในรูปข้างล่าง ซึ่ง ERD ratio จะเท่ากับ 14129 / 5037 = 2.8

แต่ความเป็นจริงเขาก็คงขุดแบบเส้นสีแดงประๆนั่นแหละครับ พูดง่ายๆก็คือ เอา 5037 เมตร ส่วนหนึ่งไปตีโค้งหลุมนั่นแหละครับ โดยโค้งที่แคบที่สุด (หักศอกมุมฉาก) ก็คือตรงที่ความลึกในแนวดิ่งเท่ากับ 871 เมตร อย่างที่ว่าไว้ตอนต้น คือ ออกแบบหลุมอย่างไร มันก็จะไม่ตื้นไปกว่า 871 เมตร ตามแนวดิ่ง

ไหนๆก็ๆไหนๆแล้ว มาดูเทียบกับสถิติโลกอื่นๆที่เขาขุดกันซิ รูปข้างล่างนี้ผมเอามาจากสไลด์ของ Martin Cox – Directional Drilling – technology, development and achievements 8th december 2016 (ในลิงค์นี้มีสไลด์โชว์ เกี่ยวกับการขุดหลุม ERD ที่ดีมากเลยครับ แนะนำสายแข็งอย่างแรงให้กดเข้าไปดูนะครับ ว่าขุดกันอะไรอย่างไร)

ไสด์ชุดนี้ได้ถูกนำเสนอให้กับ North of England Institute of Mining and Mechanical Engineers เมื่อ 8 Dec 2016 นี้เอง ก็แสดงว่าทันสมัยอยู่

แกนตั้งเป็นความลึกของหลุมในแนวดิ่ง แกนนอนเป็นระยะห่างระหว่างก้นหลุมกับปากหลุม จุดต่างๆคือหลุม 1 หลุม ดาวแดงๆนั่นคือ หลุมในข่าวที่เรากำลังพูดถึง จะเป็นดาวดวงบนหรือดาวดวงล่างก็ได้ หรือ จะระหว่างดาวทั้งสองดวงนั่นก็ได้อีก แล้วแต่ว่ารูปร่างแนวหลุมจะเป็นแบบไหน (เส้นน้ำเงิน หรือ แดงประๆในรูปข้างบน)

เส้นโค้งสีน้ำเงินคือ เส้นที่บอกว่ายุคหนึ่งที่เทคโนโลยีเราจำกัด เราก็ทำได้แค่หลุมประเภทที่อยู่ในเส้นสีน้ำเงิน เมื่อเทคโนโลยีเราดีขึ้นไรขึ้น เราก็หลุดพ้นเส้นสีน้ำเงินออกมา แต่ก็ยังอยู่ในเส้นสีแดง จะเรียก 2 เส้นนี้ว่าเป็นเส้นบอกยุคทางเทคโนโลยีก็ได้ ส่วนจะเทคโนโลยีอะไรนั้น เอาไว้ก่อน เทคนิคจ๋าเกินไปที่จะมาเม้าส์มอยกันตอนนี้

จะเห็นว่าหลุมพระเอกในข่าวของเรา อยู่นอกกรอบแดงไปอีกไกลเลย เย้ๆ ….

ข่าวนิดเดียว ผมฝอยซะยาวกว่าข่าวอีก 555 🙂

เอ้า … ไปอ่านข่าวกันได้แล้ว

—————————————————

ที่มา https://www.spe.org/en/jpt/jpt-article-detail/?art=3636

Sakhalin-1 Extended-Reach Well Eclipses 15,000 m

The Sakhalin-1 consortium has drilled a 15,000-m horizontal well from the Orlan platform at Chayvo field in the Sea of Okhotsk, topping four previous wells drilled between 2013 and 2015 that reached between 12,450 ft and 13,500 ft.

Partner Rosneft described the well as “super complex” with a 14,129-m stepout drilled about 5 km offshore. Sakhalin-1 has been a proving ground for extended-reach drilling (ERD) technology since the first well was drilled there more than a decade ago. More recently, development well О-14 in 2015 was drilled to 13,500 m, well Z-40 in 2014 reached 13,000 m, and in 2013 wells Z-43 and Z-42 extended to 12,450 and 12,700, respectively.

The longer horizontal wells eliminate the need for additional offshore facilities and pipelines, utilizing existing infrastructure to cut costs. Operator ExxonMobil attributes the continued ERD advancements to its “integrated hole quality” technology that takes into account interdependent design variables such as rock strength, stresses, and wellbore hydraulics, along with its “fast drill” technology that serves as an analysis tool and work process for rig personnel and engineers.

In a technical paper published by the American Rock Mechanics Association in 2015, Gosavi et al. expands on ExxonMobil’s Sakhalin ERD progress by outlining how the company adopted a method to assess rock strength along horizontal boreholes in Chayvo multilateral ERD wells. Applying the rock physics methodology, the company used synthetic sonic logs to determine well-specific rock strength and incorporated them into its integrated hole quality and quantitative risk analysis technology. This enabled ExxonMobil to size up the proper mud weights for Chayvo wells.

Chayvo, Odoptu, and Arkutun-Dagi are the three fields that make up the Sakhalin-1 project, which lies in 14 m-to-30 m of water off the northeast coast of Sakhalin Island. Crude and other liquids are produced from the fields, while gas is reinjected. The Orlan platform was installed in 2005 with the ability to withstand harsh sub-Arctic weather conditions and sea ice. Drilling and production started from Chayvo that year, and the Odoptu and Arkutun-Dagi fields came on stream in 2010 and 2015, respectively.

ExxonMobil and Sakhalin Oil and Gas Development Co. each has a 30% stake in the Sakhalin-1 consortium, with Rosneft and ONGC Videsh each holding a 20% stake.

Leave a Reply

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