การออกแบบท่อกรุ Entry Level กรอบความรู้ วิศวกรรมการขุดเจาะหลุม ตอนที่ 2

• Facebook
• Twitter
• Line

การออกแบบท่อกรุ … เกี่ยวกับเรื่องท่อกรุเนี้ย สภาวิศวกรฯมีโจทย์แบบนี้ครับ ผมลอกมาทั้งดุ้น จะได้เข้าใจตรงกัน

1.2) ออกแบบ และเขียนแผนงานการลงท่อกรุในหลุมปิโตรเลียมอย่างเป็นระบบ

ก) เลือกระดับความลึกในการเจาะหลุม โดยพิจารณาจากข้อมูลทางธรณีวิทยาใต้พื้นดินในระดับที่มีการสะสมตัวของปิโตรเลียม

ข) ออกแบบระดับการลงท่อกรุในแต่ละช่วง เพื่อให้เกิดความแข็งแรง และป้องกันแรงดันรอบผนังหลุมเจาะในระดับความลึกที่ต่างกัน และแรงดันจากชั้นของเหลวใต้ดินที่หลุมเจาะผ่าน

ค) มีความรู้ ความเข้าใจในเรื่องการไหลของปิโตรเลียม และการควบคุมการไหลของปิโตรเลียมเพื่อให้ได้อัตราการไหลที่ต้องการผ่านท่อกรุ และท่อผลิต

ง) เลือกใช้ประเภทท่อกรุที่เหมาะสม โดยพิจารณาภายใต้หลักการพื้นฐานเรื่องที่โลหะสามารถทนแรงบีบอัดแรงดัน อุณหภูมิ และของเหลวหรือสารประกอบใต้ดินที่อาจทำให้โลหะสึกกร่อน เช่นก๊าซไข่เน่า น้ำเค็มใต้ดิน โดยเฉพาะเมื่อท่อกรุอยู่ใต้พื้นดินในระดับความลึกมากๆ

มี 4 ข้อย่อยอย่างที่เห็น ก) – ง)

การออกแบบท่อกรุ ตอนนี้ผมจะพยายามไถไปให้ครบ ไถไปเรื่อยๆ พยายามไม่เวิ่นเว่อร์มาก แต่ก่อนอื่น พวกเราต้องไปอ่านเรื่องนี้มาก่อนครับ

Drilling for non Drilling engineer

ขุดหาน้ำมันกันอย่างไร? ตอน ชั้นหินและท่อกรุ

Casing (ท่อกรุ) … คืออะไร สำคัญไฉน

เจาะลึก (อีกนิด) … Well Completion หลักๆ 3 แบบ

SBT FIT LOT มันคืออะไร ต่างกันอย่างไร

ต้องอ่านก่อนนะครับ ถ้าอะไรที่ผมอธิบายไว้แล้ว จะไม่อธิบายซ้ำ ไม่งั้น ตอนนี้มันจะยาวมากกกก 🙂 ถ้าไม่อ่านมาก่อน ข้ามไปอ่านข้างล่างเลย งงเต๊กไม่รู้ด้วยน้าาาา

การออกแบบท่อกรุ

เมื่ออ่านมาครบแล้ว เรามาเริ่ม การออกแบบท่อกรุ กันเลย ลอกโจทย์มากันทีล่ะข้อ

ข้อแรก

ก) เลือกระดับความลึกในการเจาะหลุม โดยพิจารณาจากข้อมูลทางธรณีวิทยาใต้พื้นดินในระดับที่มีการสะสมตัวของปิโตรเลียม

ข้อนี้พูดถึงความลึกของหลุม ว่าควรขุดลงไปลึกแค่ไหน เมื่อรู้ว่าแหล่งที่มีการสะสมตัวของปิโตรเลียม (ต่อไปนี้เรียกสั้นๆว่า แหล่งผลิต หรือ ชั้นหินกักเก็บ ก็แล้วกัน) อยู่ตรงไหน เช่น ถ้านักธรณีเพื่อนซี้เราบอกว่า ชั้นหินแหล่งผลิตอยู่ที่ความลึก 3000 – 3200 mVD เราควรขุดหลุมลงไปลึกแค่ไหน เพื่อที่จะผลิตปิโตรเลียมได้จากชั้นหินนี้

แหง๋ล่ะครับ เราต้องขุดลงไปลึกอย่างน้อยก็ 3200 mVD กับบวกเผื่ออีกนิดหน่อย แล้วไอ้นิดหน่อยน่ะมันนิดหน่อยเท่าไร ปัจจัยที่เราพิจารณาว่าจะขุดลงไปลึกกว่า 3200 mVD เท่าไรนั้น ขึ้นกับ

1. ความยาวของเครื่องมือหยั่งธรณี (Openhole wireline tool string) ที่จะเอามาหย่อนลงหลุมหลังขุดเสร็จ เพื่อวัดค่าต่างๆทางปิโตรฟิสิกส์ของชั้นหินแหล่งกักเก็บ

เครื่องมือนี้มันมีความยาว เครื่องมือวัด (sensor) ตัวสุดท้าย (มักจะเป็น Gamma Ray) จะอยู่ปลายเครื่องมือด้านบนสุด ซึ่งเราจะต้องขุดลงไปตามแนวหลุม (MD) ให้เครื่องมือวัดสุดท้ายอยู่ใต้ 3200 mVD ไม่งั้นตอนลากเครื่องมือหยั่งธรณีขึ้นมาก เครื่องมือวัดมันก็จะอ่านไม่เห็นช่วงสุดท้ายของชั้นหินแหล่งกักเก็บ

MD VD คืออะไร ย้อนกลับไปอ่านตอนก่อนหน้านะครับ (การวัด และ จุดอ้างอิง ในการขุดเจาะหลุม) ไม่อธิบายซ้ำล่ะ

2. ความยาวของปืนที่จะลงไปยิงระเบิดหลุม (perforating gun) ในกรณีที่ยิงระเบิดแล้วทิ้งปืนลงไปก้นหลุม (มีปืนหลายประเภทที่ยิงแล้วทิ้งเลย ไม่อธิบายตอนนี้ครับ) ถ้าขุดตื้นกว่าความยาวของปืนนั้น เดี๋ยวปืนที่ยิงเสร็จแล้วทิ้งลงก้นหลุมก็ไปขวางทางที่ปิโตรเลียมจะไหล

3. ความแข็งของหินใต้ชั้นหินแหล่งผลิต ถ้ามันแข็งโป๊ก ขุดไปชาตินึงได้ฟุตเดียว แบบนี้ก็ต้องมาคุยกันกับเพื่อนซี้นักธรณีล่ะว่า ทู่ซี้เถือกไถไปมันจะคุ้มไหมกับเวลาที่เสียไป

4. มีอะไรอยู่ในชั้นหินที่อยู่ใต้ชั้นหินแหล่งผลิต ถ้ามีแล้วมันมีอยู่ตรงไหน เช่น มีของไหล (ก๊าซ น้ำมัน น้ำ)ความดันสูงกว่าปกติไหม ชั้นน้ำไหม ไม่มีใครอยากขุดลงไปตรงนั้นหรอกครับ หรือ ถ้าจำเป็นต้องขุดต่อลงไป ก็ต้องจัดปรับน้ำหนักน้ำโคลนใหม่ หรือ ต้องใช้ BHA แบบอื่น หรือ อะไรยังไงก็ว่าไป ซึ่งแน่นอนว่า ก็ต้องใช้เวลา และ เงิน มากขึ้น มันจะคุ้มไหม ก็ต้องมานั่งจับไข่ เอ๊ย จับเข่า ถกกัน

5. ชั้นหินแหล่งผลิตน่ะ พอผลิตปิโตรเลียมออกมาแล้วจะแถมพ่นทรายออกมาด้วยไหม ถ้ามีแถมมา เยอะไหม เท่าไร เพราะส่วนหนึ่งมันจะไหลขึ้นไปปากหลุม (ความความลำบากลำบนให้กับอุปกรณ์ต่างๆ)

อีกส่วนมันจะตกลงมาก้นหลุม ต้องเผื่อให้มันมีที่ลงมากองข้างล่าง เพราะถ้าไม่เผื่อ หรือ เผื่อไม่พอ ทรายมันก็จะลงมาถมๆหลุมจนเลยขึ้นไปปิดตรงชั้นหินแหล่งผลิต ก็ผลิตไม่ได้ล่ะทีนี้

6. completion design (คืออะไรไม่อธิบายล่ะ บอกแล้วให้ไปอ่านมาก่อน) ก็ต้องดูว่า ต้องการยื่นอะไรลงไปเลยชั้นหินแหล่งผลิตไหม ยื่นลงไปเท่าไร

7. แผนงานที่จะเข้ามาทำอะไรกับหลุมในอนาคต เช่น อีก 5 ปี ผลิตจนหมดชั้นหินนี้แล้ว จะขุดต่อไป เพื่อผลิตในชั้นหินถัดไป ถ้าวางแผนกันแบบนี้ ก็ต้องเผื่อเอาท่อกรุไปจบไว้ที่ชั้นดินดินดานที่มีความแข็งพอที่จะรองรับ FIT ที่จะพอให้ขุดต่อไปได้

คือต้องคิดเผื่อ ส่วนชั้นหินดินดานที่ว่านั่นอยู่ใต้ชั้นหินแหล่งผลิตปัจจุบันเท่าไรก็ไปถามเพื่อนซี้เรา เดี๋ยวเพื่อนก็เสกมาให้เราได้ เห็นไหมว่า วิศวกรขุดเจาะกับนักธรณีนี่ทำงานใกล้ชิดกันชนิดที่เรียกว่า คอหอยกับลูกกระเดือก หรือ ลิ้นกับฟัน (555) แต่ไม่ยักกะเห็นวิศวกรขุดเจาะเป็นแฟนกับนักธรณีเท่าไร อิอิ

แล้วเราก็เอาทั้งหมดนั่นแหละ มาดูว่า อะไรที่ตอบโจทย์ทั้งหมดนั่นได้ มันก็คือความลึกของหลุมที่เราต้องไปให้ถึง

ข้อสอง

ข) ออกแบบระดับการลงท่อกรุในแต่ละช่วง เพื่อให้เกิดความแข็งแรง และป้องกันแรงดันรอบผนังหลุมเจาะในระดับความลึกที่ต่างกัน และแรงดันจากชั้นของเหลวใต้ดินที่หลุมเจาะผ่าน

ท่อกรุแต่ล่ะช่วงที่เราใส่ลงหลุมไปในหลุมนั้น มันมีจุดประสงค์ของมันว่าใส่ลงไปทำไม ไม่ใช่สักแต่ว่าใส่ลงไป ไปอ่านใน drilling for non drilling engineer ที่ให้ลิงค์ไว้ตอนต้นนะครับ

ผมจะถือว่าอ่านมาแล้วนะ ว่าไปต่อเลย

Surface casing (ท่อกรุพื้นผิว – แปลตามกรมเชื้อฯ)

ท่อกรุช่วงนี้มี 2 วัตถุประสงค์หลักๆที่เกี่ยวกับความลึก (จริงๆมีมากกว่านั้น แต่ที่เกี่ยวกับความลึกมีแค่ 2 เรื่องที่ต้องแคร์)

1. ลึกพอที่จะกันผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจากการใช้สารเคมีในการขุดชั้นถัดไป โดยมากก็ลึกเลยชั้นน้ำบาดาลลงไป เราต้องขุดชั้นผิวดินลงไปให้ลึกเกินกว่าชั้นน้ำบาลดาลที่กินที่ใช้ และ ลึกเกินกว่าแหล่งน้ำธรรมชาติ (แม่น้ำ ห้วย หนอง คลอง บึง) ฯลฯ แล้วเอาท่อกรุผิวดินใส่ลงไป ซีเมนต์ซะ ยึดติดผนังหลุม เท่านี้ แหล่งน้ำต่างๆก็ปลอดภัย แล้วจะลึกเท่าไรล่ะ ก็โทรฯไปถามเพื่อนซี้นักธรณีนั่นแหละ เขาต้องรู้ อาชีพเขานิ
2. ลึกพอที่จะให้ FIT มากพอที่จะขุดชั้นถัดไป นี่ก็เหมือนกัน เราต้องเอาท่อกรุไปวางไว้ที่ชั้นหินดินดาน ที่แข็งและลึกพอที่จะให้ FIT เรา ให้เจาะชั้นต่อไปได้ คนที่รู้ดี จะเป็นใครไปไม่ได้ ก็เพื่อนเราคนเดิมแหละ

ความลึกจากข้อไหนมากกว่า ก็เอาความลึกนั้นแหละมาตอบ

Intermediate casing (ท่อกรุชั้นกลาง – แปลตามกรมเชื้อฯ)

นี่ก็เหมือนกัน มีจุดประสงค์ของมัน หลักๆที่เกี่ยวกับความลึกคือ เราจะขุดลงไปจนจ่อเหนือชั้นหินกักเก็บแล้วเอาท่อกรุชั้นกลางลงไป

คำตอบความลึกในข้อนี้คือ ลึกที่สุด แต่ไม่ลึกเกินกว่าส่วนบนสุดของชั้นหินกักเก็บ ในทางปฏิบัติ เราก็หาชั้นหินดินดานสุดท้าย ก่อนเข้าชั้นหินกักเก็บ แล้วขุดไปหยุดที่ตรงนั้น แล้วก็เอาท่อกรุชั้นกลางใส่ลงหลุม ทำไมต้องชั้นหินดินดาน ก็เหตุผลเดียวกันเรื่อง FIT แล้วจะรู้ได้ไงว่าชั้นหินดินดานที่ว่าอยู่ตรงไหน ก็เพื่อนนักธรณีเราอีกล่ะ

ทำไมต้องชั้นหินดินดานชั้นสุดท้ายก่อนถึงชั้นหินแหล่งกักเก็บ ก็ตรรกะง่ายๆ ยิ่งลึกยิ่งแข็ง FIT ยิ่งสูง การันตีว่าขุดต่อไปได้ยาวๆ ครับ …

ถ้าช่วงที่จะต้องขุดมันยาวมาก ไม่สามารถขุดยิงยาวได้ในคราวเดียว ไม่ว่าด้วยเหตุผล 108 ใดๆก็ตาม (เช่น มุมลาดเอียง ทิศทาง การทำซีเมนต์ การกวาดเอาเศษหินขึ้นมา ฯลฯ) เราก็ต้องแบ่งช่วงนี้ออกเป็น 2 หรือ 3 ช่วง แล้วแต่ความจำเป็น

อย่าลืมว่า ยิ่งแบ่งเยอะ หลายช่วง ยิ่งเปลืองเงิน เพิ่มความเสี่ยง เสียเวลา เวลาก็เป็นเงินเป็นทอง

Production casing (ท่อกรุผลิต – แปลตามกรมเชื้อฯ)

ส่วนความลึกของท่อกรุช่วงสุดท้ายนี่ ก็คำตอบเดียบวกับความลึกของหลุม ในข้อ ก) ที่ตอบไปแล้ว

ข้อสาม

ค) มีความรู้ ความเข้าใจในเรื่องการไหลของปิโตรเลียม และการควบคุมการไหลของปิโตรเลียมเพื่อให้ได้อัตราการไหลที่ต้องการผ่านท่อกรุ และท่อผลิต

ข้อนี้บอกตามตรงว่าผมไม่เข้าใจโจทย์เท่าไรนัก

ประการแรก เราไม่ได้ออกแบบหลุมให้ปิโตรเลียมไหลผ่านท่อกรุ หรือ ในกรณีที่เราออกแบบให้ไหลผ่านท่อกรุ เราก็จะไม่เรียกท่อกรุนั้นว่าท่อกรุ เราจะเรียกว่าท่อผลิตแทน (ทั้งๆที่มันก็เป็นท่อขนาด และ ชนิดเดียวกัน)

ดังนั้นผมจะตีความโจทย์ว่า “การควบคุมการไหลของปิโตรเลียมเพื่อให้ได้อัตราการไหลที่ต้องการผ่านท่อผลิต”

คีย์เวิร์ด(คำสำคัญ) มัน อยู่ตรงนี้ครับ 1 มีความรู้ความเข้าใจเรื่องการไหล กับ 2 มีความรู้ความเข้าใจเรื่องการควบคุมการไหล

เอาทีล่ะเรื่อง เอาเรื่องความเข้าใจเรื่องการไหลก่อน

TPC (Tubing Performance Curve)

สมมุติว่าตัวเราเป็นปิโตรเลียม เมื่อไหลเข้ามาอยู่ที่ก้นหลุม พร้อมจะไหลขึ้นปากหลุมผ่านท่อผลิต สู่ปากหลุม จะต้องผ่านอะไรบ้าง (ผมไม่วาดรูปให้ดูนะ เพราะกว่าคุณจะอ่านมาถึงบรรทัดนี้ได้ คุณจะต้องหลับตานึกภาพหลุมได้แล้ว)

แรกเลย ผ่านเข้ามาทางปลายท่อผลิตที่ก้นหลุม แน่นอนว่าท่อก็ใหญ่ขนาดหนึ่ง ผ่านอุปกรณ์ต่างๆสารพัดในท่อผลิตที่มีขนาดใหญ่บ้างเล็กบ้าง ลุยถั่วมาจนถึงปากหลุม (WellHead) ก็เจอวาวล์ที่ชุดวาว์ลปากหลุม (Christmas Tree) ผ่านชุดท่อเล็กๆที่ชื่อว่า choke manifold แล้วถึงจะเข้าท่อใหญ่ เป็นอันจบถึงปลายทาง

ทางผ่านเหล่านั้นก่อให้เกิด การสูญเสียพลังงานในการไหล พลังงานในที่นี่คือความดัน ที่เราเรียกว่า pressure loss

เมื่อมโนทั้งระบบแล้ว จะพบว่า พลังงานที่สูญเสียไปทั้งหมด จะขึ้นอยู่กับ รูปร่างหน้าตาของทางทางที่ปิโตรเลียมจะผ่าน (completion string) ชนิดของปิโตรเลียม และ อัตราการไหล

ถ้าเราให้ความดันที่เราต้องการเมื่อผ่าน choke manifold แล้วเท่ากับค่าๆหนึ่งที่คงที่ที่เราทราบแน่นอนว่าต้องการเท่าไร (เพราะเราต้องใช้ความดันนี้เพื่อผลักปิโตรเลียมเข้าท่อส่งขึ้นฝั่ง) แล้วดูว่าความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหล กับ ความดันก่อนเข้าท่อผลิตที่ก้นหลุม (bottom hole flowing pressure) หน้าตาจะออกมาเป็นอย่างไร

ที่มา http://petrowiki.org/Wellbore_flow_performance

ด้วยสามัญสำนึกง่ายๆ เราจะคิดว่า เมื่อเราต้องการความดันปลายทางคงที่ เมื่อดันต้นทางแรงๆ ของไหลน่าจะไหลแรงขึ้น เส้นกราฟน่าจะพุ่งจาก มุมซ้ายล่าง ไปมุมขวาบน แต่เอ๊ะ รูปข้างบนมันแม่งๆ ทำไมช่วงแรกๆเพิ่มความดันต้นทาง (แกน y) แล้วไหลน้อยลง (แกน x) แปร่งๆเนอะ คืองี้ครับ

ความดันที่ปลายท่อผลิตที่ก้นหลุมนั้นประกอบไปด้วย 2 ส่วน รวมกันอยู่

ส่วนแรก คือ ส่วนที่เราเข้าใจคุ้นเคยกันดี คือส่วนที่ ถ้าอยากเพิ่มอัตราการไหล ต้องเพิ่มแรงดันต้นทางที่ปลายท่อผลิต ซึ่งก็คือเส้นประที่เขียนว่า pressure from tubing friction ลากจากมุมซ้ายล่าง ไปมุมขวาบน

ส่วนที่สอง คือ ความดันที่ใช้ดันของไหลที่สะสมตัวในท่อผลิตที่กองลงมา(เพราะแรงโน้มถ่วง)ที่ปลายท่อผลิตด้านล่าง ต้องใช้ความดันส่วนหนึ่ง ผลักมันกลับขึ้นไป (เอาชนะน้ำหนักนั่นเอง) ความดันส่วนนี้แปรผกผันกับอัตราการไหลครับ ยิ่งไหลเร็ว แรงที่ใช้ดันยิ่งน้อย

เหมือนเราผลักอะไรเร็วๆแล้วผลักต่อเนื่อง ก็ยิ่งใช้แรงน้อย แต่ถ้าผลักช้าๆก็ต้องออกแรงมาก อุปมาเทียบเคียงประมาณนี้ (ไม่แป๊ะเท่าไรก็หยวนๆล่ะกัน)

ซึ่งก็คือเส้นประที่เขียนว่า pressure from liquid building ลากจากซ้ายบน ไปขวาล่าง

ที่มา http://www.mcs-systems.com/tubing-performance-curve

เส้น TCP มันคือ ผลรวมของเส้นประสองเส้นนั่นแหละครับ

ช่วงแรกๆ ที่ต้องใช้ความดันสูงๆผลักของไหลขึ้นที่อัตราการไหลต่ำ ก็เพราะว่าความดันที่ใช้ไปส่วนใหญ่ใช้ไปกับการเอาชนะน้ำหนัก (gravity) ของของไหลนั้นๆ พอได้อัตราการไหลประมาณหนึ่ง ความดันที่ใช้ในการผลัก(เอาชนะ)เนื่องจากน้ำหนัก ก็เท่ากับความดันที่เสียไป (เอาชนะ) แรงเสียดทานในท่อผลิต ก็จะเท่ากัน

จากนั้น ช่วงหลัง ความดันที่เสียไปคือความดันที่เอาชนะแรงเสียดทานภายในท่อ ดังนั้นจะเป้นว่า TCP จึงมาหน้าตาเป็นเส้นห้อยๆเหมือนรูปตัว U อย่างที่เห็นนั่นแหละครับ

นั่นแปลว่าอะไรอีก แปลว่า จุดที่ห้อยๆนั่น ขึ้นกับคุณสมบัติ (น้ำหนัก ความหนืด) และ ปริมาณ ของของเหลวที่อยู่ในปิโตรเลียมนั้น จริงไหมครับ เช่น ถ้าก๊าซล้วนๆนี่ จุดห้อยๆ อาจจะแทบไม่เห็นเลย เพราะอะไร เพราะก๊าซมันเบาไงครับ ความดันที่ใช้ในการผลักขึ้นไป (เอาชนะแรงโน้มถ่วง) มันน้อย แทบไม่มีเลย ความดันส่วนใหญ่จึงถูกใช้ไปในการเอาชนะแรงเสียดทานภายในท่อ

แต่ถ้าเป็นของเหลวหนักๆ จุดห้อยๆนั่นก็จะชัดขึ้น ห้อยมากขึ้น และ เบ้ๆ ไปทางขวา … เป็นต้น

นั่นก็แสดงว่าหลุมหนึ่งๆก็จะมีเส้นกราฟแบบนี้เป็นคุณสมบัติเฉพาะ หรือ เรียกว่าเป็น signature ของหลุมเลย เราสามารถคำนวนกราฟนี้ออกมาได้ มีโปรแกรมเยอะแยะ สามารถครับ

เอาน่ะ นั่นเป็นสิ่งที่เรากำหนดได้ เรียกว่า man made เพราะเราจะมีเครื่องเครา completion อย่างไร ก็เป็นส่วนที่กำหนดเส้น TPC (กำหนดร่วมกับชนิดของๆไหล)

IPR (Inflow Performance Relationship)

ตะกี้เราสมมุติตัวเราเป็นปิโตรเลียมที่อยู่ในหลุม พร้อมจะวิ่งเข้าปลายท่อผลิตที่ก้นหลุม … หรือ อีกนัยหนึ่ง เราคิดว่าต้นทางคือในหลุม

คราวนี้มโนใหม่ ให้เราเป็นโมเลกุลของปิโตรเลียมที่อยู่ในชั้นหินที่อยู่ห่างจากท่อกรุ กำลังไหลผ่านซอกเล็กซอกน้อยในชั้นหิน ผ่านร่องรอยสกปรกที่เกิดจากการระเบิดชั้นหิน ผ่านรูรอยแยกที่เกิดจากการระเบิด เสียดสีโน้นนี่นั่น แล้วมาจบปลายทางที่ในหลุม พร้อมจะเข้าท่อผลิต

ถ้าให้ความดันต้นทาง (ในชั้นหินที่อยู่ห่างจากท่อกรุๆนั่นแหละ) คงที่ แล้วเราก็หาความสัมพันธ์ระหว่่างความดันที่ในหลุมที่อัตราการไหลต่างๆกัน ก็จะได้รูปหน้าตาประมาณนี้

ที่มา http://petroleumandgasengineering.blogspot.com/2016/01/production-equations.html

ไม่ต้องไปสนใจหน่วยหรือสเกลนะครับ ดูรูปเป็นพอ เมื่อให้ความดันต้นทางในชั้นหินคงที่ แล้วอยากให้ไหลเยอะ ความดันสุดท้ายในหลุมจะลดลงๆ เพราะยิ่งไหลเยอะการสูญเสียความดันเนื่องจากโมเลกุลปิโตรเลียมเสียดสีมาตลอดทางผ่านยิ่งเยอะ

IPR นี่เข้าใจไม่ยากเหมือน TPC เนอะ

ส่วนที่มาของ IPR นี่ก็ให้วิศวกรแหล่งผลิตเขาคำนวนมาให้ ส่วนจะคำนวนยังไง ผมก็ไม่รู้หรอก 555 เคยไปนั่งเรียนอยู่พักหนึ่ง แบบว่า บังเอิญหลับช่วงอาจารย์สอนวิธีคำนวน IPR พอดีอ่ะครับ 😉

ต่อๆ … จะเห็นว่า ในหลุมนั้นคือจุดปลายการเดินทางของ IPR แต่เป็นจุดตั้งต้นเริ่มเดินทางของ TPC

ถ้าเอามาวางซ้อนกันล่ะ คือ เอาปลายทาง มาชนกับต้นทาง

โป๊ะเช๊ะเลยครับ … จุดที่มันชนกันนั่นแหละครับ คือจุดอัตราการไหลที่เป็นไปได้ ที่หลุมนั้นจะผลิต

กลับไปดูโจทย์ … มีความรู้ความเข้าใจเรื่องการไหล กับ มีความรู้ความเข้าใจเรื่องการควบคุมการไหล

โอเคนะ เข้าใจเรื่องการไหลไปแล้ว ต่อมาคือ จะควบคุมได้อย่างไร

ง่ายนิดเดียว ก็ไปขยับเส้น TCP กับ เส้น IRP ดิ

TCP ขึ้นกับอะไรบ้าง … 1) รูปร่างหน้าตาของทางทางที่ปิโตรเลียมจะผ่าน (completion string) 2) ชนิดของปิโตรเลียม และ 3) อัตราการไหล

อัตราการไหลคือสิ่งที่เราต้องการ (requirement) ตัดทิ้งไปได้

ชนิดของปิโตรเลียม อันนี้เราก็นะ กำหนดไม่ได้เท่าไร เพราะจะก๊าซ น้ำ น้ำมัน จะอะไรปนกับอะไร จะหนักเท่าไร หนืดเท่าไร ก็ไปกำหนดไม่ได้ (จริงๆปรับได้ ถ้าให้ไหลเร็วไหลช้า คุณสมบัติปิโตรเลียมจะเปลี่ยนไปตาม PVT curve หุหุ คืออะไร ข้ามไปก่อน ชักเยอะ)

สิ่งที่เราทำได้คือปรับแต่ง completion string น่ะครับ โดยมากก็ขนาดท่อผลิตนั่นแหละ

IPR ขึ้นกับอะไรบ้าง …. คร่าวๆก็  คุณลักษณะของชั้นหินแหล่งผลิต เช่น ความดัน ชนิด ความพรุน (porosity) ความสามารถในการไหลผ่าน (permeability) ลักษณะ และ วิธีการระเบิดหลุม ชนิดของน้ำโคลนที่ใช้ในการเจาะ วิธีการเจาะ ฯลฯ ซึ่งเหล่านี้จะส่งผลต่อความเสียหายของจุดที่ปิโตรเลียมจะไหลผ่าน คือ ถ้าจุดที่ปิโตรเลียมจะไหลผ่านเสียหายมาก (skin เยอะ) การเสียดสีของโมเลกุลปิโตรเลียมตอนไหลผ่านยิ่งสูง ก็จะสูญเสียความดันมาก ประสิทธิภาพการไหลก็ยิ่งห่วย

เรื่องคุณลักษณะของชั้นหินแหล่งผลิตนั่นเราคงไปทำอะไรไม่ได้ ที่พอทำได้คือ  วิธีการระเบิดหลุม ชนิดของน้ำโคลนที่ใช้ในการเจาะ วิธีการเจาะ ฯลฯ ทำยังไงก็ได้ ให้เกิดความเสียหายของชั้นหินกักเก็บน้อยๆ

เช่น ยิงระเบิดแบบ under balance ใช้น้ำโคลนที่เป็นมิตรกับชั้นหินกักเก็บ (reservoir drilling fluid) ขุดแบบเนียนๆนิ่งๆ ขุดแบบถนุถนอมผนังหลุม ไม่ใช่ตะบี้ตะบันฉัน(กู)จะขุด 555 (ทั้งหมดนั่นคืออะไร เอาไว้อธิบายทีหลังก็แล้วกัน)

ข้อสี่

ง) เลือกใช้ประเภทท่อกรุที่เหมาะสม โดยพิจารณาภายใต้หลักการพื้นฐานเรื่องที่โลหะสามารถทนแรงบีบอัดแรงดัน อุณหภูมิ และ ของเหลวหรือสารประกอบใต้ดินที่อาจทำให้โลหะสึกกร่อน เช่นก๊าซไข่เน่า น้ำเค็มใต้ดิน โดยเฉพาะเมื่อท่อกรุอยู่ใต้พื้นดินในระดับความลึกมากๆ

ข้อนี้สบายมาก อิอิ เพราะผมเขียนเอาไว้แล้ว อย่างฮาร์ดคอร์เลย คลิ๊กไปอ่านเลยครับ หลักๆก็คือพิจารณา จากการทนแรงอัดจากภายในท่อกรุ (Burst) แรงบีบจากจากภายนอก (Collapse)  แรงดึงตามแนวท่อ (Tensile) และ ปัจจัยอื่นๆ อ่ะ แถมให้ ท่อกรุ ท่อผลิต ท่อขุด ต่ออย่างไรให้เนียน

ยิ่งท่อกรุอยู่ลึกเท่าไร ค่าเผื่อ กันเหนียว (Safety factor หรือ design factor) ก็ยิ่งต้องมากขึ้นกว่าปกติมาตราฐานที่ใช้กัน จะมากขึ้นเท่าไรนั้นก็ขึ้นกับกฏกติกาของแต่ล่ะบริษัท เพราะถ้าเผื่อเยอะ ท่อกรุก็จะ หนา หนัก เกลียวเริ่ด ยกขึ้นลงก็ยาก และ ที่แน่ๆ แพง ครับ

สำหรับเหล่าฮาร์ดคอร์ตัวจริง เอาตำรานี้ไปอ่านเลยครับ ผมจบไฟฟ้า ก็อ่านรู้เรื่อง สู้ๆครับ –> casing design

จบไป 2 เรื่อง เหลืออีก 7 เรื่อง ที่สภาวิศวกรบอกว่าต้องการรู้ ถ้าอยากขึ้นทะเบียบเป็น วิศวกรปิโตรเลียม(สาขาวิศวกรรมการขุดเจาะ) ระดับ entry level

ผมว่าครบ 9 ตอนเมื่อไร พวกเราที่มีพื้นฐานวิศวกร ไปศึกษาเพิ่มเติมในเว็บต่างๆ หัดคำนวนให้คล่องๆ ก็น่าจะมีลุ้นนะครับ

อย่าลืมว่าโอกาสมาถึงคนที่มีความพร้อมกว่าเสมอ และ ถึงไม่มีพรสวรรค์ตั้งแต่เกิด แต่เกิดมาแล้วเรามีพรแสวงได้ครับ

โปรดติดตามตอนต่อไป

• Facebook
• Twitter
• Line