การทดสอบหลุม ตอนที่ 3 เราทดสอบหลุมไปทำไม well testing part 3

• Facebook
• Twitter
• Line

การทดสอบหลุม ตอนที่ 3 … งานการทดสอบหลุมเป็นงานที่หนักมาก เนื่องจากอุปกรณ์ที่ต้องใช้ แต่ล่ะชิ้นนั้น เหล็กล้วนๆ ท่อเอยไรเอย จะต่อกันแต่ล่ะทีก็มหกรรมงานช้าง จะรื้อ จะเก็บ แต่ล่ะทีก็เอาเรื่อง

ดูในรูปเอาก็แล้วกันครับ เป็นการจัดเตรียมการทดสอบหลุมแบบหนึ่งเท่านั้น ที่ทาสีเขียวๆน่ะ ใช่หมดเลยครับ คือ อุปกรณ์การทดสอบหลุม

เหมือนต่อเลโก้เลยครับ ต่างที่ แต่ล่ะชื้นหนักโคตรๆ เวลาต่อกันก็ต้องเอาค้อนปอนด์ตอกเกลียว รูปข้างล่างนี่ก็เป็นของอีกบ.service หนึ่ง สีน้ำเงินๆน่ะครับ โลโก้หรา พี่ใหญ่ในวงการครับ Schlumberger

งานการทดสอบหลุมเป็นงานช้าง ที่ต้องเตรียมงานกันนานครับ เกี่ยวพันกับหลายหน่วยงาน และ คนมากมาย ตามแผนภาพข้างล่าง

การทดสอบหลุม ตอนที่ 2 เราทดสอบหลุมไปทำไม Introduction to well testing part 2

ให้ดูรูป กับ อารัมภบทมาเยอะพอล่ะ เข้าเรื่องๆ 555

การทดสอบหลุม ตอนที่ 3

ตอนที่ 3 นี้จะเจาะลึกลงไปถึงการทดสอบหลุมจริงๆล่ะครับ รูปข้างล่างเป็นภาพรวมใหญ่ๆของการทดสอบหลุมว่าต้องใช้อุปกรณ์อะไร ต่อกันอย่างไร

ตอนแรกเลย เราจะเริ่มกันที่จะเจาะท่อกรุด้วยระเบิด หรือ ที่เรียกว่า perforation (ดูบริเวณสีเขียวตรง formation being tested ในรูปข้างบน) เพื่อเปิดทางให้ปิโตรฯไหลเข้ามาในหลุม

Perforation

โดยทั่วไปประสิทธิภาพการผลิตจะขึ้นอยู่กับความดันที่หายไปช่วงที่ปิโตรฯไหลเข้ามาในหลุม (near wellbore pressure drop) ซึ่งก็เป็นผลมาจาก

1. น้ำโคลนซึมเข้าไปในชั้นหินตอนขุด เพราะน้ำโคลนที่ใช้ในการขุดมีของแข็ง เช่น ผงหิน (barite) ผงโคลน (bentonite) หรือ LCM (Lost Circulation Material เช่น ผงคัลเซียมคาร์บอนเนต หรือ อื่นๆ)  แถมมีสารเคมีในน้ำโคลน และ ของแข็งพวกนี้จะจะเข้าไปปนเปื้อนชั้นหิน ทำให้ชั้นหินสูญเสียความสามารถในการให้ปิโตรฯไหลผ่านเข้าในในหลุม พูดง่ายๆ ทำให้ไหลได้ยากขึ้น ซึ่งไม่ดี ไม่ปลื้ม
2. ของเหลวที่ใช้ในการ complete หลุม (completion fluid) ไหลเข้าไปในชั้นหินหลังจากระเบิดเจาะท่อกรุ ในกรณีที่ระเบิดเจาะท่อกรุแบบที่ความดันในท่อกรุมากกว่าความดันในชั้นหินแหล่งผลิต (over balance perforation) กรณีนี้ถึงแม้ว่า ของเหลวที่ใช้ในการ complete หลุม (completion fluid) จะไม่มีของแข็งปน เป็นน้ำเกลือล้วนๆ (brine) เช่น KCL หรือ CaCL2 แต่น้ำเกลือบางอย่างก็ไปทำให้ ชั้นหินสูญเสียความสามารถในการให้ปิโตรฯไหลผ่านเข้าในในหลุม เช่นกัน
3. ความหนาแน่น และ จำนวนรูที่ระเบิดเจาะ การกระจายของรูระเบิด, ชนิดของระเบิด (Shot Density, phasing, etc) อันนี้มีผลตรงๆ รูยิ่งเยอะ รูยิ่งลึก ยิ่งไหลดี แต่ก็ไม่ทุกครั้งที่จะเยอะ จะลึกได้อย่างใจ มีข้อจำกันอยู่เหมือนกัน เช่น วิธีการทดสอบ ขนาดท่อ ขนาดปืน (gun) อุณหภูมิ ฯลฯ
4. ความเสียหายของชั้นหินเนื่องจากการระเบิดเจาะรูท่อกรุ (Perforation damage) อันนี้ก็เลี่ยงยากครับ นอกจากจะระเบิดแบบที่ความดันในท่อกรุต่ำกว่าความดันในชั้นหิน (underbalance) คือ ระเบิดปุ๊บ ปิโตรฯเลียมไหลพรวดสวนเข้ามาเลย ล้างรอยระเบิดสะอาดไปในพริบตา แต่ก็ไม่ใช่ว่าจะใช้วิธีนี้ได้ทุกกรณี มีข้อจำกัดอีก เช่น ความยุ่งยาก และ อันตรายในการทำแบบนี้ก็มีอยู่

พูดง่ายๆ แบบบ้านๆ ปัจจัยที่ว่ามาข้างบน ทำให้ปิโตรฯไหลผ่านเข้ามาในท่อผลิตเรายากขึ้น เพราะเสียความดันไปตรงความเสียหายตรงที่เรียกว่า skin เยอะ พอเสียความดันไปตรงนั้นเยอะ ทำให้เหลือความดันที่ก้นหลุมในหลุมน้อยกว่าที่ควร (ถ้าไม่มีความเสียหายตรง skin)

อ่านต่อเกี่ยวกับการระเบิดเจาะรูท่อกรุได้ที่ลิงค์นี้เลยครับ

การระเบิดเจาะผนังหลุม (Well Perforation)

How to make hole in casing (เราเจาะรูท่อกรุได้อย่างไร)

ส่วนวิธีการหย่อยระเบิดลงไปในหลุมก็มีหลายวิธีครับ

วิธีแรกก็เบสิก แบบดั้งเดิมๆ คือ เอาระเบิดผูกติดปลายสายเคเบิ้ล (wireline) หย่อนลงไปในท่อกรุ ท่อขุด หรือ ท่อผลิต แล้วใช้วิธีส่งกระแสไฟฟ้าลงไปจุดชนวนระเบิด … ตูม …

วิธีนี้จะใช้ระเบิดใหญ่ และ ยาวมากไม่ได้ เพราะมันหนัก สายเคเบิ้ลรับไม่ไหว และ ท่อที่ใช้เอาระเบิดลงไป (gun) จะยาวววววมากกกก ต้องหย่อนลงไปหลายรอบ

ข้อจำกัดอีกอย่างของแบบหย่อนติดปลายสายเคเบิ้ลคือ หลุมเอียงมากๆก็ไม่ได้อีก หย่อนไม่ลง แถมระเบิดแบบ under balance (อธิบายไปแล้ว ย้อนกลับขึ้นไปอ่านใหม่ถ้าลืม) มากๆก็ไม่ได้ เพราะ gun มันเบา เดี๋ยวก็โดนปิโตรฯที่ไหลสวนพรวดออกมาตอนระเบิดรู ปลิวขึ้นมาพันกับสายเคเบิ้ล คราวนี้และ ดูไม่จืด คือ จะสาวเอา gun ที่ยิงแล้วขึ้นมาปากหลุมไม่ได้ งานช้างงงงงง

แบบที่สองคือ เอาระเบิดติดปลายท่อผลิตหรือท่อขุดที่จะใช้ทดสอบให้ปิโตรฯไหลผ่าน แบบรูปข้างล่าง แบบนี้ดีหน่อยตรงที่ ระเบิดจะใหญ่ จะยาว แค่ไหนก็บ่อหยั่น จัดไป

แบบนี้จะ under balance แค่ไหนก็ไม่เป็นไร gun ไม่มีทางปลิวสวนขึ้นมาแน่ๆ และ ต่อให้หลุมเอียง หลุม นอน (horizontal) ก็เอาอยู่ 🙂

บางทีท่อผลิตเราก็เล็ก หรือ ต้องกลับไปทดสอบหลุมเก่า ท่อผลิตก็จะเล็ก เอาสายเคเบิ้ลหย่อนไม่ลง หรือ หลุมเอียง ก็ต้องใช้ coil tubing ซึ่งก็ดีที่ขนาดเล็ก แต่ก็นะ ระเบิดมันก็เล็กไปด้วย เจาะเข้าไปในชั้นหินได้ไม่ลึก ใส่ระเบิดได้ก็ไม่เยอะดังใจ ต้องลงกันหลายรอบ

แถม coil tubing สมัยใหม่ๆ จะมีสายเคเบิ้ลไฟฟ้า หรือ ใยแก้ว สอดอยู่ข้างใน ทำให้ติดเครื่องมือโน้นนี่นั่น ลงไปวัดอะไรต่อมีอะไรได้ในคราวเดียวกัน

ต่อมาแบบบ้านๆ ราคาถูกๆก็ใช้ slick line ก็คืออารมณ์ประมาณเอาระเบิดผูกติดลวดราวตากผ้าหย่อนลงไป ยิงตูม สาวขึ้นมา แล้วเอาท่อผลิต หรือ ท่อขุดฯ ลงไปทำการทดสอบอีกที

ต่อไปก็จะพูดถึงตัวอุปกรณ์หลักที่ใช้ในการทดสอบหลุม เราเรียกว่า DST หรือ Drill Stem Testing

DST หรือ Drill Stem Testing

DST คืออะไร เอางี้ คิดง่ายๆ มันคืออุปกรณ์ยวงหนึ่งที่ระบายสีเขียวๆในหลุมที่มีรูปกากบาท (ลัญลักษณ์ packer) ประกบอยู่ ในรูปข้างล่างนั่นแหละครับ

เราเอามันติดปลายก้านเจาะ (drill pipe ที่ปกติเราใช้เจาะหลุมนั่นแหละครับ อันเดียวกัน) หรือ ถ้าไม่ใช้ก้านเจาะก็ใช้ ท่อผลิต (tubing) หย่อนลงไปในหลุม

รูปข้างล่างขยายให้เห็นชัดขึ้นมาหน่อยว่า DST มันอยู่ตรงไหน

หลักๆ DST มีส่วนใหญ่ๆอยู่ 4 ส่วน (ดูรูปข้างล่างประกอบ)

1. ระเบิดติดอยู่ปลายสุด เอาไว้ระเบิดเจาะรูท่อกรุ ซึ่งจะไม่มีก็ได้ ในกรณีที่ระเบิดเจาะรูท่อกรุไว้ก่อนด้วยวิธีอื่นๆที่กล่าวมาแล้ว
2. packer ไม่รู้จะแปลเป็นไทยว่าอะไร มันคือก้อนยางที่ ยุบได้ พองได้ ตามสั่ง ตอนหย่อน DST ลงไปก็สั่งให้มันยุบ แต่พอถึงจุดที่จะทำการทดสอบ ก็สั่งให้มันพองออกมากั้นช่องว่างระหว่างท่อกรุกับ DST เพราะเราต้องการให้ปิโตรฯไหลเข้าไปใน DST ผ่านก้านเจาะขึ้นไปปากหลุม เลยต้องเอายางก้อนที่ว่าไปพองอุดช่องว่างที่ว่าเอาไว้ ต่อไปนี้ผมจะเรียกช่องว่างระหว่างท่อกรุกับ DST ว่า annulas นะครับ สั้นๆ ประหยัดพื้นที่พิมพ์
3. เครื่องมือวัดต่างๆที่สามารถติดลงไปได้ เช่น วัดความดัน อุณหภูมิ ซึ่งจะมีทั้งแบบ real time และ เก็บใส่ memory แล้วเอาไปดูดออกมาทีหลัง
4. วาวล์ 2 ตัว ตัวหนึ่งเปิดปิดภายใน DST คือ กั้นไม่ให้ หรือให้ ปิโตรฯไหลขึ้นไปปากหลุม เราเรียกว่า downhole test valve กับอีกตัวหนึ่งเรียกว่า reverse circulation valve เอาไว้ปิดเปิดระหว่างภายใน DST กับ annulas วาวล์ทั้ง 2 ตัวนี้จะอยู่ใน DST ส่วนเหนือ packer (ที่วงแดงๆในรูปข้างบน) ส่วนจะเอาไว้ใช้ตอนไหนยังไง เอาไว้เล่าให้ฟังในตอนต่อไป

มีความดันที่สำคัญๆในการทดสอบหลุมอยู่ 3 จุด ตามรูปข้างล่างครับ

แน่นอนว่า Ph ต้องสูงที่สุด เพราะอะไร ก็เพราะว่าถ้า packer รั่ว Pf จะได้ไม่โผล่มาจ๊ะเอ๋พวกเราที่ปากหลุม ส่วน Pc ก็ต้องน้อยกว่า Pf ไม่งั้น ปิโตรฯก็ไม่ไหลขึ้นมาปากหลุมให้เราทดสอบ

ตอนนี้เห็นหรือยังครับว่า downhole test valve มีเอาไว้ทำไม ก็เหมือนประตูเปิดปิดนั่นเอง จะทดสอบก็เปิด จะหยุดทดสอบก็ปิด สั่งได้จากปากหลุม ส่วนจะสั่งยังไง ไม่ลงลึกดีกว่า (ปล. ไม่รู้นั่นแหละ 555)

อ้อ ตอนหย่อน DST ทั้งยวงลงไปในหลุม เราก็ต้องปิดเจ้า downhole test valve นี่ด้วยนะครับ กันไม่ให้ของเหลวใน annulas ไหลสวนเข้าไปในก้านเจาะหรือท่อผลิต (เพราะ Ph > Pc)

รูปข้างล่างก็ละเอียดขึ้นมาหน่อย มี reverse circulation valve ด้วย

ขั้นตอนการทดสอบแบบคร่าวๆก็ประมาณ

1. ปิด downhole test valve แล้วหย่อนทั้งยวงนั่นลงหลุม ในขณะเดียวกันก็เติมก้านเจาะ (หรือ ท่อผลิต ขึ้นกับว่าจะใช้อะไรเป็นพาหนะหย่อนยวง DST ลงไป) ด้วยของเหลวสีฟ้าๆในรูป ที่เราจะเรียกมันว่า cushion fluid เป็นคล้ายๆของเหลวที่เอาไว้ควบคุมความดันปากหลุมเมื่อเราระเบิดเจาะรูท่อกรุเสร็จนั่นแหละครับ เพราะถ้าไม่มี cushion fluid นี้ล่ะก็ พอท่อกรุเป็นรู ปิโตรฯก็จะพรวด เอา Pf ขึ้นไปจ่อคอหอยเราที่ปากหลุม จริงไหมครับ
2. เมื่อหย่อนลงถึงแหล่งผลิตที่จะทดสอบแล้ว ก็สั่งเจ้ายาง packer ให้กางออกปิด annulas (เราสั่งยังไง ล่ะเอาไว้ก่อนครับ เอาว่าเราสั่งมันได้ก็แล้วกัน)
3. สั่งให้ระเบิด ตูม … (เราสั่งยังไง ล่ะเอาไว้ก่อนครับ เอาว่าเราสั่งมันได้ก็แล้วกัน)
4. เปิด downhole test valve ให้ปิโตรฯไหลขึ้นมาปากหลุมให้เราวัด ให้เราทดสอบ

พอทำการทดสอบกันจนหนำใจแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือ ทำไงถึงจะสั่งให้ ยาง packer ยุบ แล้วดึงเอา DST ขึ้นไปปากหลุม ขั้นตอนนี้เราเรียกว่า การฆ่าหลุม well killing

Well killing

1. เปิด reverse circulation valve ปั๊มของเหลวใน annulas (สีชมพู) ให้เข้าไปในก้านเจาะ (หรือ ท่อผลิต ขึ้นกับว่าจะใช้อะไรเป็นพาหนะหย่อนยวง DST ลงไป) ให้ของเหลวสีชมพูไปไล่ ปิโตรฯในก้านเจาะ (สีเขียวขี้ม้า) ให้ออกไปที่ปากบ่อ พูดง่ายๆคือ ล้างก้านเจาะ หรือ ท่อผลิต นั่นเอง
2. ปิด reverse circulation valve
3. คราวนี้ในก้านเจาะ ใน DST ทั้งยวง ก็จะมีของเหลวสีชมพู ซึ่งหนักกว่าปิโตรฯ (สีเขียวขี้ม้า)
4. เราก็เปิด downhole test vale ได้ล่ะทีนี้
5. ปั๊มน้ำโคลนหนักๆผ่านก้านเจาะ ผ่านยวง DST ลงไป อัดเข้าไปในชั้นหินแหล่งผลิต
6. ทีนี้ในหลุมเรามีน้ำโคลนที่หนักกว่าปิโตรฯในแหล่งฯ แปลว่าปลอดภัย เราก็สั่งยุบยาง packer ได้
7. ถอด ดึง ก้านเจาะ และ ยวง DST ขึ้นมาปากหลุม

หน้าตาส่วนประกอบของ DST นั้นมีหลายแบบมากๆ เอาตัวอย่างมาให้ดูแบบเดียว ตามรูปข้างล่างนี้ครับ

การติดตั้งอุปกรณ์เครื่องมือวัดต่างๆ สามารถทำได้ทั้งที่ปากหลุม และ หย่อนลงไปใน DST โดยสายเคเบิ้ล หรือ ติดตั้งเข้าไปใน DST ตั้งแต่ต้น หย่อนพร้อมกับ DST ลงไปเลย การติดตั้งเครื่องมือวัดพวกนี้ ว่าจะอยู่ตรงไหนยังไง มีทั้งข้อดีและข้อเสีย รวมถึงราคาค่าใช้จ่ายที่แตกต่างกันไป

นอกจากนี้ เมื่อปิโตรฯไหลขึ้นมาที่ปากหลุม เราก็ทำการเก็บตัวอย่างเอาไป เพื่อทำแบบจำลองแหล่งผลิต (reservoir modeling) แปลผลการทดสอบหลุม (well test interpretation) และ ออกแบบว่าจะเอาปิโตรฯขึ้นมาได้อย่างไร (fluid recovery design.)

เป็นไงครับ ผ่านไป 3 ตอนแล้ว … การทดสอบหลุม ตอนที่ 3 … มึนๆ หรือ ยังครับ

ยังไม่จบครับ ตอนหน้าเราจะพูดถึง …

• การทดสอบหลุมในกรณีที่น้ำลึก (subsea deep water)
• อุปกรณ์ต่างๆที่วางไว้บนปากหลุมว่ามีอะไรบ้าง ทำงานกันอย่างไร
• พูดถึงทีมงานว่าในทีมที่ทำการทดสอบหลุม มีใคร ทำอะไรกันบ้าง (เวลาสมัครงานจะได้เรียกตำแหน่งไม่ผิด ใช้ศัพท์แสงได้ถูกต้อง ดูเป็นคนในวงการ 555)
• พูดถึงรายงานต่างๆที่ได้จากการทดสอบหลุม และ …
• ปิดท้ายด้วย Thailand only นั่นคือการทำ TST (Tubing Stem Testing) ว่า TST คือ อะไร แตกต่างกับ DST อย่างไร

• Facebook
• Twitter
• Line