หลักการคำนวน TOC (Top Of Cement)

วันนี้จะมาชวนคุยเรื่องการคำนวนว่าซีเมนต์ที่เราปั๊มเข้าไปในหลุม ให้มันไปเกาะท่อกรุ ยึดมันเข้ากับชั้นหินเนี้ย พอปั๊มเสร็จแล้ว มันไปอยู่ตรงไหนกันแน่

ก่อนจะมาเข้าเรื่องคำนวนกัน สำหรับคนที่ยังไม่เคยรู้จักการทำซีเมนต์หลุมเจาะ อยากให้อ่านสองเรื่องนี้ก่อน จะได้เข้าใจที่จะอ่านต่อไปได้ดียิ่งขึ้น

การทำซีเมนต์หลุมเจาะ

การคำนวนปริมาณซีเมนต์หลุมเจาะ

ไหว้ครู เอ๊ย อ่านสองตอนนั่นแล้วก็มาว่ากันเลย มาดูว่า ก่อนปั๊มซีเมนต์ หน้าตาหลุมเราประมาณไหน

 

หน้าตาก็ประมาณนี้อ่ะครับ ไม่มีอะไรมากไปกว่า ท่อกรุที่แช่อยู่ในน้ำโคลนส่วนบนอยู่ในท่อกรุช่วงก่อนหน้า อีกส่วนหนึ่งจมอยู่ในชั้นหิน

เสร็จแล้วเราก็ปั๊มซีเมนต์ตามที่เราคำนวนไว้ ว่าจะให้มีซีเมนต์อยู่ถึงแค่ไหนในหลุม บางครั้งเราก็ไม่ต้องการให้ซีเมนต์ขึ้นมาถึงท่อกรุช่วงก่อนหน้า (overlap) ต้องการซีเมนต์แค่ให้อยู่ในชั้นหิน บางทีเราก็ต้องการให้ล้ำเข้ามาในท่อกรุช่วงก่อนหน้า อันนี้ก็แล้วแต่จุดประสงค์ของซีเมนต์ในหลุมนั้นๆ ซึ่งผมจะไม่กล่าวถึงในตอนนี้

เอาว่าเราก็คำนวนปริมาตรให้ได้ตามความสูงของซีเมนต์ที่เราต้องการก็แล้วกัน ไม่ยากอะไร แค่สูตรปริมาณรูปทรงกระบอกธรรมดาๆ เด็กมัธยมก็ทำได้ ทำไม่ได้อายเด็กมันนะเออ

ในกรณีนี้ผมสมมุติให้ว่า หลุมนี้ผมต้องการให้ซีเมนต์สูงเข้ามาในท่อกรุช่วงก่อนหน้า (overlap) ล่ะกัน พอปั๊มซีเมนต์เสร็จพิธี หน้าตาหลุมหลังปั๊มเสร็จก็จะออกมาราวๆนี้

 

จะเห็นว่าน้ำโคลนเก่า (สีน้ำตาลเข้ม) เหลือน้อยลง

ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอก ภายใน ของท่อกรุทั้งสองขนาด เราก็ทราบ จากสเป็คของท่อ (และวัดที่หน้างานเพื่อให้ชัวร์) ความยาวหลุม ความยาวท่อกรุ ก็รู้จากความยาวท่อขุดตอนเจาะถึงก้นหลุม และ ความยาวท่อกรุที่เราหย่อนลงไปเองกับมือ

เหลือแต่ขนาดของหลุมนี่แหละ ที่เราต้องเดา 555 คุณอาจจะบอกว่า พี่ๆ ขนาดหลุมมันก็เท่ากับขนาดหัวเจาะดิพี่ แหม โลกสวยไปหน่อยไหม ขุดๆไปหลุมมันก็หลวม บวม ชั้นหินมันก็แตก ยุ่ย ละลายไปบ้างไรบ้าง บ้างก็เป็นถ้ำเป็นโพรง เอาแน่ไม่ได้ เรามีหลายๆเทคนิคที่จะ “ประมาณ” ขนาดของหลุม ซึ่งจะไม่กล่าวถึงเทคนิคเหล่านั้นในที่นี้

จะเห็นว่า ถ้าเราเดาขนาดหลุมเล็กกว่าความเป็นจริง เอาค่าที่เล็กกว่าไปคำนวนปริมาตรซีเมนต์ที่ต้องใช้ (หลุมจริงใหญ่กว่าที่คำนวน) ทำให้ได้ปริมาตรซีเมนต์น้อยกว่าความเป็นจริง ทำให้ซีเมนต์จริงเตี้ย(สั้น)กว่าที่เราคำนวนไว้ พูดง่ายๆว่า ซีเมนต์ไปไม่ถึง TOC (Top Of Cement) ที่คำนวนไว้

ตรงกันข้าม

ถ้าเราเดาขนาดหลุมใหญ่กว่าความเป็นจริง เอาค่าที่ใหญ่กว่าไปคำนวนปริมาตรซีเมนต์ที่ต้องใช้ (หลุมจริงเล็กกว่าที่คำนวน) ทำให้ได้ปริมาตรซีเมนต์มากกว่าความเป็นจริง จะทำให้ซีเมนต์สูง(ยาว)กว่าที่เราคำนวนไว้ พูดง่ายๆว่า ซีเมนต์เลยทะลุ TOC (Top Of Cement) ที่คำนวนไว้

นอกจากปัจจัยการเดาขนาดหลุม ที่ทำให้เราต้องมานั่งคำนวน TOC จริงๆหน้างานก็คือ ชั้นหินบางทีมันก็เกเร เกิดรั่ว ตอนที่เรากำลังทำซีเมนต์ ทำให้ซีเมนต์หรือน้ำโคลนส่วนหนึ่งไหลรั่วออกไปในหลุม ทำให้ปริมาตรซีเมนต์หายไป ผลคือ ซีเมนต์เตี้ย หรือ สั้น กว่า TOC ที่คำนวนไว้

เอาล่ะตอนนี้เรารู้แล้วว่า ทำไมเราจำเป็นต้องทราบ TOC จริงๆว่า เสร็จงานแล้ว TOC มันน่าจะอยู่ตรงไหนในหลุม เพราะถ้ามันสูงหรือต่ำกว่าที่เป็นจริง แล้วจำเป็นต้องแก้ไข จะได้แก้ไขได้ทันท่วงที ไม่ใช่รอไปจนเกิดปัญหาแล้วค่อยมาแก้ ส่วนเทคนิคการแก้ไข ขออุบไว้ทำมาหากินหน่อย บอกหมด เดี๋ยวตกงาน 😛

เลื่อนจอไปที่รูปอีกครั้ง จะเห็นว่าน้ำโคลนเก่า (สีน้ำตาลเข้ม) เหลือน้อยลง หลังทำซีเมนต์เสร็จ งั้นก็คำนวนง่ายๆเลย วิธีแรก Volume Matrix

Volume Matrix

ขณะที่ทำซีเมนต์ เราก็เอากระป๋องมารองน้ำโคลนเก่าที่ไหลล้นออกมา เสร็จงานแล้วก็วัดปริมาณน้ำโคลนที่ล้นออกมาในกระป๋อง

ปริมาณน้ำโคลนที่ล้นออกมา = ปริมาตรน้ำโคลนเก่าก่อนทำซีเมนต์ – ปริมาตรน้ำโคลนเก่าที่เหลืออยู่หลังทำซีเมนต์

ถ้าปริมาณน้ำโคลนที่ล้นออกมาเท่ากับที่เราคำนวนไว้ในกระดาษ แปลว่า TOC ตรงกับที่เราคำนวน

ถ้าปริมาณน้ำโคลนที่ล้นออกมามากกว่าที่เราคำนวนแปลว่า TOC อยู่สูง(หรือตื้น)กว่าที่เราคำนวนไว้ อาจจะเกิดจากหลุมจริงเล็กกว่าขนาดที่เราใช้ในการคำนวนปริมาณซีเมนต์

ถ้าปริมาณน้ำโคลนที่ล้นออกมาน้อยกว่าที่เราคำนวนแปลว่า TOC อยู่ต่ำ(หรือลึก)กว่าที่เราคำนวนไว้ อาจจะเกิดจากหลุมจริงใหญ่กว่าขนาดที่เราใช้ในการคำนวนปริมาณซีเมนต์ หรือ หลุมรั่วขณะทำซีเมนต์ ทำให้มีซีเมนต์บางส่วนไหลออกไปในชั้นหิน

แล้วเราจะรู้ได้ไงว่า TOC จริงๆเท่าไร ก็ง่ายนิดเดียว คำนวนย้อนกลับเอาซิครับ เราวัดปริมาตรน้ำโคลนเก่าที่ล้นออกมาได้นี่นา

  1. รู้ปริมาตรน้ำโหลนเก่าในหลุมก่อนทำซีเมนต์
  2. รู้ปริมาตรน้ำโคลนเก่าในหลุมที่ล้นออกมา
  3. จับลบกัน ก็รู้ปริมาตรน้ำโคลนเก่าที่เหลืออยู่ในช่องว่างระหว่างท่อกรุใหญ่กับท่อกรุที่เราเพึ่งจะทำซีเมนต์
  4. รูเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกท่อกรุตัวใน รู้เส้นผ่าศูนย์กลางภายในท่อกรุตัวนอก ก็รู้พื้นที่วงแหวน
  5. จับข้อสามตั้ง เอา ข้อ 4 ไปหาร ก็รู้ความสูง(ลึก)ของน้ำโคลนเก่าหลังทำซีเมนต์ นั่นก็คือรู้ TOC แล้วนี่ครับ … จบข่าว

นั่นเป็นวิธีหนึ่งที่นิยมใช้กัน ข้อดีคือง่าย ข้อเสียคือ ต้องคอยวัดปริมาตรน้ำโคลนเก่าที่ล้นออกมา และ ความคลาดเคลื่อนเนื่องจากขนาดหลุม ซึ่งไม่มีใครรู้แน่ๆว่ามันขนาดเท่าไร ดังนั้น เราจึงมีอีกวิธี

Differential Pressure

ก๊อปรูปเก่าลงมาดีกว่า จะได้ไม่ต้องเลื่อนจอขึ้นลงให้เสียอารมณ์

ใช้หลักการง่ายๆว่า ความดันภายนอกท่อกรุ ต้องเท่ากับความดันในท่อกรุ

(หมายเหตุ น้ำหนักของเหลวในสูตรใช้หน่อย SG ความลึกใช้เป็นความลึกในแนวดิ่งหน่วยเป็นเมตร นะครับ)

  1. ความดันในท่อกรุ = ความดันปั๊มน้ำโคลนในขณะที่สิ้นสุดการทำซีเมนต์ + [น้ำหนักน้ำโคลนใหม่ x 1.42 x TD (ซึ่งเราย่อมรู้อยู่จากการเจาะ)]
  2. ความดันนอกท่อกรุ = [น้ำหนักซีเมนต์เหลว x 1.42 x (TD-TOC) + [น้ำหนักน้ำโคลนเก่า x 1.42 x TOC]
  3. จับ 1 = 2 แล้วแก้สมการหา TOC … จบข่าว

วิธีนี้อยู่บนสมมติฐานที่ว่า จุดรอยต่อระหว่างน้ำโคลนเก่ากับซีเมนต์เหลวมันเฉียบต่อกันโช๊ะๆแบบรูปข้างบน แต่ความเป็นจริง มันก็คงจะปนๆกันมั่วๆเหมือนโอยั๊วะ (กาแฟดำใส่นมสด) ตอนก่อนเอาช้อนลงไปคน 555

ความแม่นยำของปั๊มน้ำโคลนก็ต้องแป๊ะด้วย เพราะเป็นส่วนหนึ่งของสมการ จะเห็นว่าวิธีนี้ ขนาดหลุมไม่เกี่ยวเลย หลุมเล็กหลุมใหญ่ ไม่ได้มีส่วนในสมการ เหมือนกรณี volume matrix

ในการทำงานจริงๆ เราก็ใช้ทั้ง 2 วิธีนั่นแหละครับ เพราะมันไม่ยาก ใส่สูตรใน excel (อีกแล้ว เครื่องมือหากิน จะบอกว่าเดี๋ยวนี้มีแอฟในมือถือด้วยซ้ำ) วัดปริมาณน้ำโคลนเก่าที่ล้นออกมาได้เท่าไร ความดันปั๊มน้ำโคลนสุดท้ายได้เท่าไร จิ้มๆใส่ค่าลงไปตอนจบงาน ก็ได้ค่า TOC ออกมาเลย 2 ค่า (จาก 2 วิธี)

คราวนี้ก็มานั่งเถียงกันล่ะว่า ทำไมมันต่ำ ทำไมมันสูง 555 ไม่ยากหรอกครับ ก็ไล่ในสมการนั่นแหละ เพราะตัวแปรทุกอย่างมันมีผลกับ TOC ไล่ๆตรวจดู เดี๋ยวก็เจอจำเลย 🙂

ก็แบบนี้แหละครับ งานวิศวกรรม ไม่ว่างานอะไร พอทำจริงได้เท่าที่คิดไว้ก็ เฮ แฮปปี้กันหน้าบานถ้วนหน้า แต่พอทำจริงได้ไม่เท่าคำนวน ก็มานั่งเถียงกัน หาบทเรียน หาข้อผิดพลาด แล้วก็ไปแก้ไขงานหน้า

นี่แหละครับ คือความแตกต่าง ระหว่าง ทฤษฎี กับ ปฏิบัติ ความแตกต่างคือ ประสบการณ์ ผิดเป็นครู ประสบการณ์ที่ได้จากการทำถูก มักไม่ค่อยสอนอะไรเรา แต่ ประสบการณ์จากการทำผิดมักจะเป็นบทเรียนที่เราไม่เคยลืม

นั่นหมายถึงค่าตัวเราที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ … 🙂

Leave a Reply

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