Stimulation and Fracturing

ความรู้เกี่ยวกับงานด้าน stimulation and fracturing

สวัสดีครับพี่นก ผมติดตามเวบบลอกของพี่นกมาจนได้งานในสายงานนี้ ส่วนหนึ่งเลยก็เพราะข้อมูลที่พี่นกได้นำมารวบรวมเก็บไว้เพื่อได้ให้คนที่สนใจในงานด้านนี้เข้ามาศึกษาหาข้อมูลหรือแม้แต่ถามข้อสงสัย ซึ่งผมว่ามันเป็นอะไรที่น่ายกย่องมากครับ

วันนี้ก็เลยอยากจะมาขอตอบแทน โดยจะขอแชร์ความรู้ที่มีอยู่ในส่วนของ well service แผนก stimulation and fracturing ให้ได้ฟังกันว่าเขาทำอะไรกันแล้วมันอยู่ตรไหนของการขุดเจาะน้ำมัน ซึ่งผมว่าแผนกนี้ถ้าไม่ได้อยู่ในสายงานนี้คงไม่ค่อยรู้จัก

ขอเริ่มเลยละกันนะครับเดี๋ยวจะลืมซะก่อน^^

Stimulation & Fracturing ถ้าแปลกันตรงๆแบบไม่ต้องมีศัพท์เทคนิคอะไรก็แปลว่า “การกระตุ้น และ การทำให้แตก” (แค่ชื่อก็น่าทำแล้วใช่มั้ยครับ) แผนกนี้ถูกจัดอยู่ในส่วนของ well service เช่นเดียวกับแผนก cementing แต่ต่างกันตรงที่ stimulation & Fracturing นั้นจะอยู่ในส่วนของ production ก็เลยกลายเป็น well production service

ซึ่งถ้าขึ้นชื่อว่าproduction ก็หมายความว่าหลุมได้ถูกเจาะ perforate(ระเบิด) น้ำมันหรือก๊าซไหลออกมาตามproduction tubingแล้ว มาถึงตรงนี้หลายคนอาจสงสัย อ้าวก็เจาะเสร็จแล้ว น้ำมันก็ไหลมาแล้ว ทำไมยังต้องทำอะไรอีกเหรอ

ลองมามองกันง่ายๆ ท่อน้ำในบ้านที่เราใข้กัน แรกๆก็ใช้ได้ดี ทำไมอยู่ๆเกิดตันขึ้นมาได้หละ เช่นเดียวกับบ่อน้ำมันเหมือนกัน น้ำมันหรือก๊าซไหลอยู่ดีๆดันมีอะไรไม่รู้มาอุดตัน หรืออะไรซักอย่างมาทำให้น้ำมันไหลได้ช้าลง เพราะฉะนั้นเราก็ต้องทำ treatment เพื่อที่จะทำให้ ความสารมาถในการไหลได้ (permeability) กลับคืนมา (matrix stimulation) หรือบางครั้งเราก็สร้างทางเดินของน้ำมันหรือก๊าซใหม่ซะเลย (hydraulic fracturing). “If you can’t think of anything else, just frac it”

นอกจากงานหลักๆ สองอย่างข้างต้นแล้ว (matrix stimulation กับ hydraulic fracturing) แผนกนี้ยังสามารถทำ wellbore cleanup (งานล้างท่อดีๆนี่เอง) water control และ sand control (งานปะผุ) ได้อีกด้วย

ผมขออธิบายความแตกต่างของงาน Matrix stimulation กับ Hydraulic Fracturing ก่อนแล้วกันนะครับ (ส่วนงาน water controlกับ sand control ขอไม่พูดในนี้แล้วกันนะครับเดี๋ยวมันจะเยอะเกินไป)
ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดที่แยกงานสองประเภทนี้ออกจากกันก็คือความดันที่ใช้นั่นเอง อย่างที่บอกว่าการทำ matrix stimulation นั้นเราแค่ต้องการจะฟื้นคืน permeability ของ formation เท่านั้น ไม่ได้ต้องการสร้างทางเดินน้ำมันหรือก๊าซใหม่ เพราะฉะนั้นเราจะใช้ความดันที่ต่ำกว่า fracture pressure (ความดันที่จะทำให้ formation แตก) แต่ hydraulic Fracturingนั้นเราต้องการสร้างทางเดินใหม่เราจึงต้องใช้ความดันสูงกว่า fracture pressure เพื่อให้ formationแตกออก

คราวนี้มาดูการทำ treatment ของแต่ละอันกันว่าเขาทำกันยังไง (แบบคร่าวๆนะครับ ถ้าลึกมากเดี๋ยวงงกันไปใหญ่ เริ่มที่ Matrix Stimulationก่อนเลย เพราะหลักการไม่ซับซ้อนอะไรมาก การทำ Matrix Stimulation นั้นแยกออกหลักๆเป็น 2 แบบ acidizing matrix และ solvent matrix (จะแยกย่อยอะไรมากมายก็ไม่รู้นะครับ) สองวิธีนี้ต่างกันแค่สารเคมีที่ใช้เท่านั้นเอง สาเหตุที่ต่างกันก็เพราะสิ่งที่เราต้องการให้ไอ้เจ้าสารเคมีนี้ไปทำปฎิกิริยาหลอมเหลวมันต่างกันนั่นเอง ชั้นหินของ formation ก็มีส่วนในการเลือกสารเคมีที่จะใช้เช่นกัน เมื่อเราเลือกสารเคมีที่จะใช้ได้แล้วเราก็ทำการปั้มสารเคมีนี้ลงไปที่formation เพื่อให้สารเคมีไปทำการชะล้างเอาสิ่งที่มันอุดตันออกไป แค่นี้เองครับ ง่ายเนอะ แต่จริงๆมันมีสิ่งที่ต้องคำนึงเยอะแยะ แต่หลักการมันก็มีเท่านี้แหละครับ

มาดูที่ตัวแม่กันเลยดีกว่า hydraulic fracturing ….Treatmentนี้ถือเป็น operation ที่ค่อนข้างใหญ่มากครับ แบ่งออกได้เป็น 2 แบบ (แบ่งอีกแล้ว) คือ propped Fracturing และ Acid Fracturing อย่างที่บอกไว้ข้างบนๆว่า การ fracturing นั้นคือการที่เราปั้มด้วยความดันที่มากกว่า fracture pressure เพี่อที่จะทำให้ชั้นหินแตก ใครนึกไม่ออกลองไปซื้อเจเล่ไลท์มา เอาหลอดปัก (tubing) แล้วเป่า (pressure) ถ้าเราเป่าด้วยแรงที่มาก เจเล่ไลท์ก็จะระเบิดกระจุยกระจายอยู่ภายในกล่อง เรียกว่า fracture นั่นเอง หลักการเดียวกัน เพียงแต่เราไม่ได้ปั้มจนมันระเบิดกระจุยกระจายขนาดนั้น เราปั้มเพียงแค่ให้ชั้นหินมันปริและเผยอขึ้น แต่จะเผยอให้รอยแตกนั้นลึกเข้าไปใน formation มากน้อยแค่ไหนก็ขึ้นอยู่กับการดีไซน์ให้เหมาะ ใช่ว่าลึกมากแล้วจะดี

คราวนี้เวลาที่เราหยุดปั้ม รอยปรินั้นมันก็พยายามปิดด้วยความดันรอบๆตัวมัน เราก็ต้องหาอะไรมาค้ำไว้เพื่อให้รอยปรินั้นไม่ปิดลง น้ำมั้นหรือก๊าซจะได้ไหลออกมาได้ สิ่งที่เราเอามาค้ำไว้เราเรียกว่า propant หรือ sand นั่นเอง (วิธีนี้คือการทำ propped frac) ทรายที่ว่าก็มีหลากหลายขนาดและวัตถุที่ใช้ทำ (ไม่ใช่ทรายตามชายหาดนะครับ) ทรายเหล่านี้ผ่านการผลิตเพื่อให้มีขนาดและรูปร่างที่กลมและใกล้เคียงกันมากที่สุดเพื่อที่จะได้มีค่า permeability ที่สูง

อีกวิธีที่ใช้ก็คือใช้กรดหรือเรียกว่า Acid fracturing (ปั้มที่ความดันมากกว่า fracture pressure เช่นกัน) วิธีนี้ไม่จำเป็นจะต้องมี propant ในการค้ำให้รอบปรินั้นเปิดอยู่ แต่เราใช้กรดกัดรอยปรินั้น เพราะฉะนั้นถึงแม้เราจะหยุดปั้มแล้ว ชั้นหินปิดลงแต่ก็ปิดลงได้ไม่สนิทเพราะเราได้กัดเอาบางส่วนของชั้นหินนั้นออกไปแล้วนั่นเอง

บางคนอาจจะนึกไม่ออกว่าถ้าเรา frac แล้วมันช่วยให้น้ำมันไหลออกมามากขึ้นได้อย่างไร ลองนึกง่ายๆ(อีกแล้ว) นึกถึงสนามกีฬาราชมัง ที่สเตเดี่ยมมีประตูเล็กกระจายอยู่รอบๆสเตเดี่ยม 20ประตู ประตูนี้เข้าได้ที่ละคน นั่นหมายความว่าจำนวนคนที่เข้าได้ถูกจำกัดด้วยขนาดและจำนวนของประตูที่กระจายอยู่รอบๆสนาม แต่ถ้าเราสร้างประตูใหญ่มากๆที่ฝั่งซ้ายและขวาของสเตเดี่ยม คนก็สามารถเข้ามาได้อย่าง่ายดาย สนามก็เหมือน tubing, จำนวนคนก็เหมือน ปริมาณน้ำมัน, ประตูเล็กๆก็เหมือนทางไหลของน้ำมันหรือก๊าซก่อนที่จะ frac ประตูใหญ่สองข้างก็เปรียบเหมือนรอยแตกที่เราได้สร้างขึ้นนั่นเอง

ที่ร่ายมาทั้งหมดนี่ก็เป็นเพียงแค่หลักการเพื่อให้เราเข้าใจว่าการ fracมันมีหลักการอย่างไร ซึ่งจริงๆแล้วยังมีตัวแปรอีกมากมายที่จะทำให้ fracสำเร็จ แต่ผมว่าเราอย่าไปลึกขนาดนั้นเลยนะครับ ใครอยากรู้ลึกมากกว่านี้ก็สมัครเข้ามาทำงานแผนกนี้แล้วกันนะครับ คนไทยที่ทำแผนกนี้น้อยมากเลยครับ(ในบริษัทที่ผมทำนะครับ) ผมกำลังหาเพื่อนอยู่^^

ปล. ที่ผมบอกว่าoperation ของ Stimulation and Fracturing นั้นใหญ่มากก็เพราะว่าเราต้องใช้ความดันที่มากเพื่อที่จะทำให้ formation แตก เพราะฉะนั้นจำนวนปั้มที่เราต้องใช้ก็เลยมากตามไปด้วยครับ ยิ่งในอเมริกาบางทีต้องใช้รถปั้มถึง15ปั้ม ซึ่งปั้มที่ใช้ก็ไม่ใช่ขนาดเหมือนปั้มน้ำบ้านเรานะครับ ขนาดเท่ารถ 16 ล้อโน่น เรียกว่าปั้มทีแผ่นดินสะเทือนกันเลยทีเดียว

ปล2. เนื่องจากงานเราเป็นงานหลังproduction เพราะฉะนั้นหลุมที่เราไปทำtreatmentก็จะมีแต่ wellhead ปักอยู่เท่านั้นเอง เพราะฉะนั้นใครที่คิดว่าจะไดเห็นแท่นขุดใหญ่โตตั้งอยู่ละก็อาจจะผิดหวังนะครับ

ถ้าผิดพลาดประการใดก็ฝากพี่นกแก้ไขได้ตามสะดวกครับ หวังว่าจะเป็นความรู้ให้กับคนที่อ่านแล้งก็พอจะเข้าใจว่าแผนกนี้ทำอะไร ขอบคุณครับ

————————————————

ชอบมากเลยกับวิธีที่น้องเขาเล่า เล่าได้เห็นภาพดีมากๆ มีเทคนิคการเขียน อ่านแล้วไม่น่าเบื่อ เอาเรื่องยากมาพูดให้งาน มีการเปรียบเทียบกับสิ่งใกล้ตัว อย่างนี้น้องคนนี้บอก คนไทยที่รู้เรื่องนี้ เป็นเรื่องนี้น้อยมาก จริงๆแล้วเกือบทุกแผนกเลยแหละ (ป่านนี้ค่าตัวน้องคนนี้คงเกิน 6 หลักไปนานแล้ว) – พี่นก

Leave a Reply

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