การควบคุมหลุมเจาะ เป็นหัวข้อแรกที่สภาวิศวกรฯต้องการให้ใครตามที่จะมาขึ้นทะเบียนเป็นระดับเบบี้ Entry Level ต้องรู้
ในเรื่องนี้มีหัวข้อย่อยๆอีก 2 หัวข้อตามนี้เลยครับ
การควบคุมหลุมเจาะ
1.1) มีความรู้ในงานด้านการควบคุมหลุมเจาะ โดย
ก) สามารถคำนวณน้ำหนัก และ ปริมาณน้ำโคลนที่ใส่เข้าไปในหลุมเจาะ ให้ได้ระดับที่เหมาะสมเพื่อช่วยในการควบคุมมิให้เกิดการพลุ่งในขณะดำเนินการเจาะหลุมปิโตรเลียม
ข) สามารถระบุประเภทของของเหลวหรือก๊าซที่ทะลักเข้ามาระหว่างการเจาะหลุมปิโตรเลียม รวมถึงเลือกวิธีการ และ ดำเนินการในการหมุนเวียนน้ำโคลนเพื่อดึงเอาของเหลวหรือก๊าซดังกล่าวขึ้นสู่ผิวดินโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหาย
มาดูกันทีล่ะข้อ
ก) น้ำหนัก และ ปริมาณ น้ำโคลน ที่ใส่ลงหลุม ตอนเจาะ ไม่ให้ปิโตรเลียมไหลสวนพรวดๆขึ้นมา
ข้อแรกนี้ง่ายมากครับ ความดันอันเนื่องมาจากน้ำหนักน้ำโคลนจะต้องมากกว่าความดัันของหลุม ที่ทุกๆความลึกตลอดแนวหลุม ปกติแล้วความดันในหลุมมันเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจากปากหลุมไปก้อนหลุม จริงไหมครับ แต่มันก็มีบางหลุมบางชั้นหินที่ความดันในหลุมมันสูงๆช่วงกลางๆแล้วลดลงที่ช่วงก้นๆหลุม แต่ไม่ว่าจะอย่างไรก็ตาม เราเลือกเอามาจุดหนึ่งที่สูงที่สุดในการเจาะช่วงนั้นๆ
เช่น เราจะเจาะจากความลึก 1500 mMD (1200 mVD) ไปถึง 2500 mVD (2100 mVD) จุดที่ความดันชั้นหินในหลุมสูงที่สุดคือที่ 2000 mMD (1800 mVD) โดยจุดที่ว่านี้มีความดันชั้นหินสูงที่สุดที่ว่านี้คือ 2556 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi)
MD VD คืออะไร ไปอ่านที่ การวัด และ จุดอ้างอิง ในการขุดเจาะหลุม นะครับ ต่อไปนี้ผมจะใช้สัญลักษณ์เหล่านี้มากขึ้น (ในตอนต่อๆไปด้วย รบกวนไปทบทวนมาก่อนนะครับ)
แล้วน้ำโคลนต้องหนักเท่าไร กลับไปที่สูตรหากินของเรา ที่มาของสูตร ผมไม่เท้าความล่ะนะ เคยพิสูจน์ให้ดูแล้วว่ามาจากกฏของปาสคาลกับกฏของนิวตัน สูตรที่ว่าคือ
ความดันเนื่องจากน้ำหนักของน้ำโคลน (หน่วย ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) = 1.42 x ความถ่วงจำเพาะของน้ำโคลน(หน่วย SG) x ความลึกในแนวดิ่ง (หน่วย เมตร)
ดังนั้น ถ้าคิดแบบง่ายๆเลยคือ
1.42 x ความถ่วงจำเพาะของน้ำโคลน(หน่วย SG) x 1800 mVD ต้องมากกว่า 2556 psi จริงป่ะ
แก้อสมการเอา
ได้ความว่า ความถ่วงจำเพาะของน้ำโคลนก็ต้องมากกว่า 1 SG
แล้วจะมากกว่าเท่าไรถึงจะงามล่ะแม่คุณพ่อคุณ โดยทั่วๆไปแล้ว เราจะเสก เอ๊ย ต้องการให้ความดันเนื่องจากน้ำหนักน้ำโคลนมากกว่าสัก 200 – 300 psi งั้นก็แก้ผ้า เอ๊ย แก้สมการธรรมด๊าธรรมดา สมมุติเอาค่ากลางๆ ต้องการให้มากกว่าสัก 250 psi ก็พอ
1.42 x ความถ่วงจำเพาะของน้ำโคลน(หน่วย SG) x 1800 mVD ต้องเท่ากับ 2556 + 250 psi จริงป่ะ
แก้ไปแก้มาได้ ความถ่วงจำเพาะของน้ำโคลนก็ต้อง = 1.098 หรือ 1.1 SG นั่นเอง
จะเห็นว่าการคำนวนน้ำหนักน้ำโคลน ไม่ขึ้นกับปริมาตรหลุม หลุมใหญ่หลุมเล็กหลุมยาว ไม่เกี่ยง ใช้ความสูงจากแนวดิ่งเท่านั้น
ต่อมาท่าสภาวิศวกรฯต้องการให้รู้ปริมาตรที่ใช้ ก็ง่ายๆนี่ครับ ก็ปริมาตรทรงกระบอกธรรมดาๆ หลุมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเท่าไร ความยาวตามแนวหลุม MD เท่าไร ก็คำนวนเอา เอาจุดจากตัวอย่าง จุดที่ความดันชั้นหินในหลุมสูงที่สุดคือที่ 2000 mMD (1800 mVD) ก็ใช้ 2000 mMD มาคิด หลุมขนาด 8.5 นิ้ว ก็คำนวนเอา วิศวกรกันแล้วทุกคนที่จะไปขึ้นทะเบียนฯ ดูหน่วยให้ดีๆก็แล้วกันว่าโจทย์ต้องการให้ตอบหน่วยอะไร
โดยมากหน่วยปริมาตรที่เราใช้ก็คือ ลิตร ลบ.ม. บาเรล แกลลอน
ส่วนความยาวก็ เมตร กับ ฟุต
น้ำหนักน้ำโคลนก็ SG หรือ ppg (ปอนด์ต่อแกลลอน)
ไปจำไปหาการแปลงหน่วยเอาเอง
ข) ระบุประเภทของของเหลว หรือ ก๊าซ ที่ทะลักเข้ามา และ เลือกวิธีการ ดำเนินการในการเอามันออกไป
ข้อนี้มี 2 ส่วน 1. ระบุประเภทของของเหลวแปลกปลอมที่ไม่ได้รับเชิญที่เข้ามาที่ก้นหลุม และ 2. วิธีเอามันออกไป
เอาส่วนแรกก่อน “ระบุประเภทของของเหลว” วิธีที่เราระบุประเภทของเหลวว่า ก๊าซ น้ำมัน หรือ น้ำ เราระบุด้วยความหนาแน่น หรือ น้ำหนัก หรือ ความถ่วงจำเพาะ (มันก็ตัวเดียวกันหมดแหละในทางปฏิบิติ)
ถ้าเราคำนวนหาความหนาแน่นของมันได้ เราก็จะระบุประเภทของมันได้ เช่นถ้า หามาได้ใกล้ๆ 1 SG มันก็คือน้ำ ถ้าต่ำมากๆ 0.2 – 0.3 SG มันก็เป็นก๊าซ ถ้า ราวๆ 0.8 นิดๆ ก็น้ำมัน อะไรเงี้ย แต่ถ้าค่าตรงกลางๆระหว่างอะไรกับอะไร influx มันก็คือ อันนั้นผสมกับอันนั้น อ้าววว งง
สมมุติหาออกมาได้ 0.6 SG แสดงว่า influx มันคือ ไม่น้ำมันผสมก๊าซ ก็ น้ำผสมก๊าซ ไม่ก็ ผสมมันทั้ง 3 อย่างเลย 555 แต่ที่แน่ๆ ไม่ใช่ น้ำมันผสมน้ำแน่นอน เพราะ น้ำมัน 0.8 SG น้ำ 1 SG ผสมกันให้ตายมันก็ไม่ได้ 0.6 SG จริงป่ะ
มาดูหน้าตาของหลุมตอนที่ influx มันเข้ามาดิ หน้าตาเป็นไง หน้าตาประมาณนี้ครับ เราจะปิดหลุม โดยใช้ BOP (Blow Out Preventor) แล้ววัดความดันในก้านเจาะ (SIDPP – Shut In Drill Pipe Pressure) วัดความดันที่ท่อกรุ (SICP – Shut In casing Pressure)
ที่ที่ influx มันแทรกเข้ามาคือที่ก้นหลุม แน่นอนว่า จะต้องมีน้ำโคลนล้นออกมาปริมาตรหนึ่งที่เท่ากับปริมาตรของ influx ที่ดอดเข้ามาที่ก้นหลุม เราเรียกปริมาตรน้ำโคลนที่ล้นออกมาว่า pit gain
ขั้นแรก เราหาความสูงของเจ้า influx นี้เสียก่อนว่ามันสูง (height) เท่าไรในหลุม
ที่มา http://www.drillingformulas.com/calculate-influx-height/
มันก็คือเอาปริมาตรหารพื้นที่ดีๆนี่เองครับ annular capacity ก็คือพื้นที่หน้าตัดหลุม หักออกด้วยพื้นที่ตัดขวางเฉลี่ยของก้านเจาะ ที่ต้องเฉลี่ย ก็เพราะบางทีก้านเจาะในช่วงที่ influx มันเข้ามานั่น มันไม่สม่ำเสมอเป็นขาดทรงกระบอกเป๊ะๆ เพราะโดยมากก็จะมี BHA เอย ไรเอย ที่ก้นหลุม
แล้วเวลาทำจริงๆจะหาได้ไง ก็ดูจากตารางว่า BHA แต่ล่ะชิ้นๆ มีปริมตร (displacement) เท่าไร ในคู่มืออุปกรณ์นั้นๆ เอาปริมาตรแต่ล่ะชิ้นๆมารวมกันแล้วหารส่วนสูงของทุกชิ้นที่เอามาประกอบกัน
แต่ถ้าเอาคร่าวๆก็ใช้พื้นที่หน้าตัดBHA ตัวที่อ้วนๆที่สุดก็พอก็พอหยวนๆ และ อย่าลืมว่า ตอนนี้ เรากำลังพูดถึงความสูงตามแนวหลุม (MD) ไม่ใช่แนวดิ่ง เพราะเราวัดไปตามแนวหลุม
พอได้ความยาว influx มาแล้ว ก็เปลี่ยนให้เป็นความสูงตามแนวดิ่ง (แสดงว่าต้องรู้ความเอียงของหลุม ใช้ตรีโกณมิติเด็ก ม.3 ก็หาได้ครับ) เพราะต้องเอาไปใส่สูตรข้างล่างนี้ ซึ่งสูตรก็ไม่ได้พิศดารอะไร สูตรมันมาจากสมการความดันที่ก้นหลุมเมื่อวัดจากในก้านเจาะ ต้องเท่ากับความดันที่ก้นหลุมเมื่อวัดจากทางด้านท่อกรุ (annulas) จับเท่ากัน แล้ว ย้ายข้างไปๆมาๆ ก็ได้เป็นสูตรนั่นแหละ
โดยส่วนตัวผมไม่จำสูตรเยอะ เอาเป็นเข้าใจที่มาที่ไปแล้วใช้สูตรหากินพื้นๆก็พอ
สูตรข้างล่างนี้ ใช้ 0.52 หน่วย ความยาวเป็นฟุต หน่วนน้ำหนักเป็น ปอนด์ต่อแกลลอน
ที่มา http://www.drillingformulas.com/estimate-type-of-influx-kick/
แต่ถ้าเป็นระบบเมตริก เปลี่ยน 0.52 เป็น 1.42 หน่วยความยาวจะเป็นเมตร หน่วยน้ำหนักจะเป็น SG
ส่วนต่อมาก็คือ วิธีเอาเจ้าสิ่งนี้ออกไปจากหลุมแบบเนียนๆ บัวไม่ให้ช้ำน้ำไม่ให้ขุ่น ซึ่งเรื่องนี้ผมได้เขียนบทความไว้เป็นมหากาพย์แล้วตามนี้เลยครับ โดยทั่วไปมี 3 วิธี
รู้จักกับ well control กันก่อนนะ ใครจะไปสอบ ไปขึ้นทะเบียน ต้องอ่านเลยครับ —> well control
วันนี้เอาแค่นี้ก่อนครับ ผมเชื่อว่าข้อสอบส่วนนี้ไม่น่ายาก ไม่หนีที่เล่าให้ฟังนี้หรอกครับ เพราะสภาวิศวกรตีกรอบมาให้แล้ว ผมก็อธิบายตามกรอบไป ก็น่าจะใช่ น่าจะโดน 🙂