การหยั่งธรณี Entry Level กรอบความรู้ วิศวกรรมการขุดเจาะหลุม ตอนที่ 6

• Facebook
• Twitter
• Line

การหยั่งธรณี เรียกแบบนี้อาจจะฟังแล้วงงๆ ถ้าบอกว่า Well logging หรือ Formation evaluation ฟังแล้วอาจจะเข้าใจกว่า จะว่าไปก็ไม่เกี่ยวกับการขุดเจาะโดยตรง เป็นเรื่องของนักธรณีฟิสิกส์ และ วิศวกรแหล่งผลิต เพราะว่าเกี่ยวกับคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของชั้นหิน

แต่มันมาเกี่ยวกับพวกเราก็อีตรงที่มาหยั่งกันในหลุมที่เราขุด ดังนั้น เราจำเป็นต้องรู้ข้อจำกัด และ อื่นๆที่เกี่ยวกับหลุมของเราที่ทำให้การหยั่งธรณีประสบความสำเร็จ

เรื่อง การหยั่งธรณี นี้มีความเกี่ยวข้องเป็นส่วนตั๊วส่วนตัวกับผม เพราะว่า 29 ปีก่อน ผมแจ้งเกิดจากการเป็น wireline logging field engineer ของบ.service แห่งหนึ่ง ทำให้ผมมีพื้นฐานความรู้เรื่องนี้มากกว่าวิศวกรขุดเจาะทั่วไป ทั้งๆที่ไม่ใช่นักธรณีฟิสิกส์หรือวิศวกรแหล่งผลิตโดยกำเนิด แต่ก็รู้ไม่มากเท่ากับคนที่เขาเรียนมาโดยตรงหรอกครับ รู้แค่พอใช้ทำมาหากินได้เท่านั้น

ก็อย่างที่ผมเคยชวนคุยกันไว้ว่า วิศวกรผันตัวมาจากบ.service มักจะมีความรู้ความชำนาญเชิงลึกด้านใดด้านหนึ่งของการขุดเจาะหลุมมาก่อน แล้วค่อยมาเรียนรู้ด้านอื่นๆในภายหลัง แล้วแปลงร่างเป็นวิศวกรขุดเจาะที่ต้องรูปไปทุกองคาพยพของการขุดเจาะหลุมในที่สุด

ชวนคุยมายาวเลย เข้าเรื่องกัน การหยั่งธรณี กันดีกว่า เหมือนเคยครับ มีเรื่อง การหยั่งธรณี นี้ที่เขียนเอาไว้แล้ว ภาคบังคับมากๆ ต้องอ่านให้ครบก่อนไปเข้าเรื่องโจทย์ของสภาวิศวกร

เครื่องมือการหยั่งธรณีทุกประเภท

การหยั่งธรณีแบบต่างๆของคุณ Sea Monkey

อื่นๆที่เกี่ยวข้องกับการหยั่งธรณี

การหยั่งธรณี

1.6) ออกแบบกระบวนการในการทำงานเพื่องานการวิเคราะห์ลำดับชั้นหินใต้ดิน

ก) เข้าใจสภาพ และ เงื่อนไขภายในหลุมเพื่อการใช้งานอุปกรณ์หยั่งธรณีหลุมเจาะได้สำเร็จ

ข) เข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างน้ำโคลนในหลุม และ อุปกรณ์หยั่งธรณี เพื่อจะทำให้กระบวนการหยั่งธรณีเป็นไปได้อย่างราบรื่น และ ประสบความสำเร็จ

ค) ออกแบบกระบวนการทดสอบหลุมเพื่องานในสภาพสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันไป

ไปดุกันเลยครับ ไล่ไปทีล่ะเรื่องๆ

สภาพและเงื่อนไขภายในหลุม

ก) เข้าใจสภาพ และ เงื่อนไขภายในหลุมเพื่อการใช้งานอุปกรณ์หยั่งธรณีหลุมเจาะได้สำเร็จ

แอบอ่านข้อ ข) เห็นว่ามีเรื่องน้ำโคลน ก็จะไม่เอามาพูดถึงในข้อ ก) ถึงแม้ว่าเป็นหนึ่งใน “สภาพและเงื่อนไขในหลุม” เช่นกัน งั้นถ้าเราไม่นับน้ำโคลนแล้ว จะมีอะไรอีกบ้างล่ะ

ความลาดเอียง และ คดเคี้ยวของหลุม

Well trajectory – เรื่องนี้ชัดเจนครับ ถ้าหลุมแบบว่าเอียงมากๆ หรือ คดเคี้ยวมากๆ เครื่องมือที่ห้อยอยู่กับสายเคเบิ้ลไม่สามารถที่จะหย่อนลงไปได้ เพราะแรงเสียดทานระหว่างเครื่องมือกับผนังหลุมมันจะมากกว่าแรงโน้มถ่วงของโลก เบสิกๆครับ แล้วต้องเอียงขนาดไหนล่ะ ก็พูดยาก ปกติแล้ว เอียงเกินกว่า 55 องศากับแนวดิ่ง ก็หืดขึ้นคอแล้วครับ

แต่ถ้าเป็น LWD (Logging While Drilling – คืออะไร ถ้าไม่รู้แปลว่าไม่อ่านลิงค์ที่ให้ไปครบถ้วน) ก็ไม่มีปัญหาเรื่องนี้ครับ

สภาพผนังหลุม

Well bore rugosity – เครื่องมือการหยั่งธรณีแต่ล่ะชนิดมีความอ่อนไหวต่อความขรุขระของผนังหลุมไม่เท่ากัน แล้วจะรู้ได้อย่างไรล่ะครับว่า เครื่องมือชนิดไหนมีความอ่อนไหวต่อผนังหลุมเท่าไร

จำไว้เป็นกฏเลยครับ เครื่องมือไหนมีความลึกในการวัดเข้าไปในชั้นหินมาก เครื่องมือนั้นมีความอ่อนไหวต่อความขรุขระของผนังหลุมน้อย แล้วจะรู้ได้ไง ก็ถามซิครับ ถามนักธรณีฟิสิกส์ เป็นงานของเขาที่จะรู้ว่าเครื่องมือแต่ล่ะชนิดที่จะเอาลงไปวัดชั้นหินนั้น มีวัด(อ่านค่า)ได้เข้าไปลึกในชั้นหินได้เท่าไร มีต้องแต่ลึกไม่กี่เซ็นติเมตร ไปจนถึงเป็นเมตรๆ

เรามีศัพท์เฉพาะว่า depth of investigation ถามว่า เครื่องมือที่จะเอามาใช้ในหลุมผมคราวนี้มี depth of investigation เท่าไร

ก็มีครับที่เจอนักธรณีฟิสิกส์ฝึกหัด มือใหม่ ตอบผมว่า ไม่ทราบครับ อืม … ผมก็แบบว่านะ ให้อภัยไป แล้วก็เปลี่ยนคำถามใหม่ว่า ความห่างระหว่าง transmitter กับ receiver คู่ที่ใกล้กันที่สุด เท่าไร กี่เซ็นฯ กี่เมตร

คืองี้ครับ ใน การหยั่งธรณี หรือ การวัดคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของชั้นหินเนี้ย เครื่องวัดต้องประกอบไปด้วยสองส่วนเสมอ

ส่วนแรกคือ แหล่งกำเนิดพลังงาน ไม่ว่าจะพลังงานไฟฟ้า เสียง อนุภาคกัมตภาพรังสี สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า ฯลฯ เสมอ แหล่งกำเนิดพลังงานนี้เราเรียกรวมๆว่า transmitter

เมื่อพลังงานเหล่านี้ไปกระทบชั้นหิน ก็จะเกิดปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์บางอย่างขึ้นมา ซึ่งจะตรวจวัดได้ด้วยตัวรับพลังงานรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง(หรือสัญญานนั่นแหละ) ตัวตรวจวัดสัญญานนี้เรียกรวมๆว่า receiver

ตัวส่งและตัวรับเนี่ยติดตั้งอยู่บนเครื่องมือเดียวกันที่ยาวๆแบบไส้กรอก foot long 7-11 เป็นกฏเลยว่า ระยะระหว่างตัวส่งและตัวรับ คือ depth of investigation ที่ลึกที่สุดที่เป็นไปได้ของเครื่องมือนั้นๆ คือ อาจจะตื้นกว่าระยะนั้น แต่จะไม่มีทางลึกกว่านั้นครับ

บางเครื่องมือ ไม่ได้มีตัวส่งและตัวรับคู่เดียว มีหลายสิบคู่ก็มี บางเครื่องมือก็มีตัวส่งตัวเดียว แต่ตัวรับหลายๆตัว เรียงกันตามยาวของเครื่องมือ (เพื่อการอ่านค่าที่ลึกไปในชั้นหินที่แตกต่างกัน) หรือ เรียงกันตามเส้นรอบวงของเครื่องมือ (เพื่อการอ่านค่าที่รอบทิศทาง)

เราถึงต้องถามว่าระยะระหว่างตัวส่งกับตัวรับที่ใกล้ที่สุดไงครับ จะเป็นตัวบอกว่าเครื่องมือนั้นอ่อนไหวกับผนังหลุมเท่าไรมากน้อยยังไง

ถ้านักธรณียังตอบไม่ได้ หรือ ลาพักร้อน แล้วเราต้องสรุปเทคนิดการขุดเจาะ จะทำไง

ก็เรียกบ.service ที่ได้งานหยั่งธรณีหลุมที่เราจะขุดมาถามซิครับ ถ้าตอบไม่ได้ก็เลิกจ้างเลย 555 แต่ถ้าหาตัวไม่เจอ ก็เปิด catalog เครื่องมือนั้นๆ หาคำว่า depth of investigation

สมมติว่าไปขู่กรรโชก เอ๊ย ถามมาได้แล้ว แล้วมันจะเกี่ยวข้องยังไงกับเรา

คืองี้ครับ ถ้า depth of investigation ลึก เช่น ลึกกว่า 6″ ขึ้นไป ความขรุขระของผนังหลุมไม่กี่นิ้วก็ไม่มีผลหรอกครับ เพราะเครื่องมือมันมองไม่เห็น เพราะมันสายตายาว อ่านค่าลึกเข้าไปในชั้นหินมากกว่านั้น

แต่ถ้า depth of investigation ไม่กี่เซ็นฯ ไม่กี่นิ้วนี่ดิ ต้องคิดหนัก ต้องขุดเนียนๆ ใช้น้ำโคลนดีๆที่เป็นมิตรกับผนังหลุม

ขุดเนียนๆคือ ไม่ขุดเร็ว เพราะไม่งั้น BHA สั่นเป็นเจ้าเข้ากระแทกผนังหลุมซ้ายๆขวาๆ ถ้าใช้ mud motor ก็ต้องไม่สลับ slide mode กับ rotate mode บ่อยๆ (อยู่ในเรื่องการควบคุมทิศทางการขุดเจาะตอนที่ผ่านมาแล้วครับ) เพราะหลุมจะหยักไปหยักมา

เรื่องใช้น้ำโคลนดีๆที่เป็นมิตรกับผนังหลุม จะเอาไปกล่าวถึงในข้อ ข) นะครับ

อุณหภูมิ

เครื่องมือหยั่งธรณีประกอบไปด้วย อุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์ ไฮดรอลิกส์ ปะเก็น (seal ยาง) ฯลฯ ที่มีขีดจำกัดเรื่องอุณหภูมิ แล้วเราจะทำอะไรได้บ้าง ใส่ส่วนการขุดเจาะ ก็ต้องพยายามทำให้หลุมไม่ร้อน

จริงๆแล้ว เราทำอะไรไม่ได้มากในกรณีของการหยั่งธรณีโดยใช้สายเคเบิ้ล หรือ ที่เรียกว่า wireline เพราะ กว่าเราจะถอนก้านเจาะ กว่าจะหย่อนเครื่องมือลงไปถึงก้นหลุม อุณหภูมิของหลุมก็เพิ่มขึ้นจากตอนเจาะ (BHCT – Bore Hole Circulating Temperature) กลับไปเป็นอุณหภูมิดั่งเดิมของชั้นหิน (BHST – Bore Hole Static Temperature) อยู่ดี

(ที่ตอนเจาะ อุณหภูมิหลุมมันต่ำกว่าอุณหภูมิดังเดิมของชั้นหิน ก็เพราะเราปั๊มน้ำโคลนไหลเวียนไว้ตลอดเวลาไงครับ)

แต่ถ้าเป็น LWD เราก็อาจจะช่วยได้นิดๆหน่อยๆ ถ้า BHCT มันก่ำกึ่งๆจะเกินสเป๊็ค LWD ที่จะทนได้ เราก็จะเช่า mud cooler มาใช้เพื่อลดอุณหมูมิน้ำโคลนบนแท่นก่อนปั๊มลงไป ดังนั้น BHCT ที่ LWD ก็จะลดลงนิดหน่อยด้วย บางทีลดลงแค่ 3 -5 องศา ก็ทำให้การหยั่งธรณีประสบความสำเร็จ (LWD ไม่เจ๊งไปก่อน)

Invasion

เรื่องนี้เกี่ยวกับน้ำโคลน ยกไปไว้ข้อ ข) ล่ะกัน

น้ำโคลนในหลุม และ อุปกรณ์หยั่งธรณี

ข) เข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างน้ำโคลนในหลุม และ อุปกรณ์หยั่งธรณี เพื่อจะทำให้กระบวนการหยั่งธรณีเป็นไปได้อย่างราบรื่น และ ประสบความสำเร็จ

ตัวกลางส่งผ่านพลังงาน

media – เรื่องนี้สำคัญเลยครับ พลังงานของเครื่องวัดหยั่งธรณีนั้นมีหลายรูปแบบ อย่างที่กล่าวมาแล้ว ทุกพลังงานต้องการตัวกลางในการส่งผ่าน ยกเว้น กัมมันตรังสี สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า และ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่โดยทฤษฎีแล้ว ไม่ต้องการตัวกลางแต่ก็ปฏิเสธไม่ได้ว่าตัวกลางนั้นมีผลต่อประสิทธิภาพการส่งผ่านพลังงาน

เช่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเดินทางในตัวกลางต่างกันด้วยความเร็วไม่เท่ากัน และ สูญเสียงพลังงานไม่เท่ากัน

แต่ที่มีผลมากๆกับการหยั่งธรณีคือ พลังงานไฟฟ้าครับ เพราะเครื่องมือวัด resistivity มี 3 แบบ คือ

1. ใช้กระแสไฟฟ้าส่งออกไปตรงๆ จากเครื่องมือ

2. ใช้สนามแม่เหล็กเนี่ยวนำให้ไฟฟ้าไหลในชั้นหิน และ

3. ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่งจากเครื่องมือ

(ถ้าใครไม่อ่านลิงค์ที่ให้ตอนต้นมาก่อน บอกเลยว่าถึงตอนนี้งงแน่ๆ)

แบบแรก เห็นชัดๆว่าต้องการน้ำโคลนที่เป็นตัวนำไฟฟ้า เช่น WBM (Water Base Mud) ถ้าน้ำโคลนไม่นำไฟ้า เช่น OBM (Oil Base Mud) หรือ SBM (Synthetic Base Mud) ก็จบข่าว เครื่องมือทำงานไม่ได้

แบบที่สองก็ตรงข้ามครับ เพราะถ้าใช้ น้ำโคลนที่เป็นตัวนำไฟฟ้า เช่น WBM (Water Base Mud) ก็จบกัน เพราะกระแสไฟฟ้าก็จะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นในหลุมนั่นแหละ แล้วกระแสไฟฟ้าก็ไหลไปรอบๆเครื่องมือโดยอาศัยน้ำโคลนเป็นตัวกลาง(ก็มันนำไฟไฟ้านี่)แหละครับ ดังนั้น เครื่องมือแบบนั้นก็ต้องใช้ OBM (Oil Base Mud) หรือ SBM (Synthetic Base Mud)

ส่วนแบบที่สาม น้ำโคลนอะไรก็ไม่น่ามีผล แต่จะทำให้การอ่านค่าไม่เท่ากัน ต้องเอาค่าต่างๆของน้ำโคลนใส่เข้าไปในซอฟแวร์เพื่อปรับ (calibrate) ค่าที่อ่านให้ได้ค่าที่ถูกต้อง

นอกจากนี้ กลับไปอ่าน SP log จะรู้ว่า ความนำไไฟ้าของน้ำโคลนก็มีผลกับ SP log ด้วยเช่นกัน

เป็นมิตรกับความขรุขระของผนังหลุม

Bore Hole condition – มีหินประเภทหนึ่งที่เรียกว่า Shale แปลเป็นไทยว่า หินดินดาน เจ้าหินเนี้ย มันชอบน้ำมากครับ มันดูดน้ำจ๊วบๆแล้ว พอดูดเสร็จ มันก็จะอิ่ม และ พองออกมาเป็นก้อนเละๆ หลุดออกมาเป็นชิ้นๆ เหมือนโคลนแห้งๆในปลักควายเวลาโดนน้ำ สร้างปัญหาปวดตับเป็นอย่างมากในการขุดเจาะ

ที่มาที่ไปของหินดินดานว่า มันเกิดมาได้อย่างไร อะไรทำให้มันเป็นแบบนั้น มีกี่ประเภท ช่างหัวมันไปก่อน ผมไม่ใช่นักธณี 555 แต่ไม่รู้กว่ากรรมหรือเวร เจ้าหินดินดานเนี้ยเป็นส่วนประกอบหลักๆของชั้นหินที่ห่อหุ่มโลกใบนี้เลยครับ บางทีมันก็อยู่เดี่ยวๆ บางทีมันก็ไปแทรกอยู่ในชั้นหินทรายบ้าง หินปูนบ้าง

ถ้าเราใช้น้ำโคลนไม่ดีเนี้ย หินดินดานมันก็จะบวม และ หลุด ยุ่ย พอง ฯลฯ ทำให้พนังหลุมขรุขระ หรือ บางทีก็เว้าเป็นโพรงเข้าไปเลยล่ะ ซึ่งก็จะเป็นอุปสรรคกับเครื่องมือหยั่งธรณีที่มี depth of investigation ตื้นๆ

แล้วน้ำโคลนที่ดีที่น่ารักกับผนังหลุมนี่เป็นอย่างไร

1. มีความเค็มมากกว่าความเค็มของน้ำในหินดินดาน (Salinity) หรือไม่ก็
2. มีสารโพลีเมอร์อะไรสักอย่างที่สามารถไปห่อหุ่มโมเลกุลเจ้าหินดินดานเอาไว้ ไม่ให้สัมผัสกับน้ำ หรือไม่ก็
3. ใช้น้ำโคลนที่ไม่มีน้ำเป็นส่วนประกอบเลย เช่น OBM (Oil Base Mud) หรือ SBM (Synthetic Base Mud)

แต่จริงๆ เช่น OBM (Oil Base Mud) หรือ SBM (Synthetic Base Mud) ก็ยังมีน้ำเป็นส่วนประกอบนะครับ แต่น้ำที่มีนั้นน้อยมากๆ และ ใส่เกลือ กับ โพลีเมอร์ลงไปผสมด้วย เท่านี้หินดินดานนั่นก็ไม่สัมผัสกับน้ำ

Invasion

ไปอ่านเรื่อง resistivity tool นะครับ มีอธิบายไว้ในนั้นชัดว่า invasion คืออะไร มีผลต่อเครื่องมือวัดอย่างไร

แล้วน้ำโคลนไปเกี่ยวอะไรด้วย

1 คุณสมบัติดีๆ ที่เราต้องการจากน้ำโคลน คือ mud cake แล้ว mud cake คืออะไร

mud cake คือ ส่วนที่เป็นของแข็งของน้ำโคลนที่ฟอร์มตัวขึ้นมา เกาะผนังหลุมเอาไว้ กั้นไม่ให้ส่วนที่เป็นของเหลวของน้ำโคลนซึมผ่านเข้าเข้าไป (invade) ผสมกับของเหลวดั่งเดินในชั้นหิน ซึ่งจะทำให้เครื่องมือวัดอ่านค่าที่ไม่ถูกต้อง ดังนั้น น้ำโคลนที่ใช้ต้องมีความสามารถในการสร้าง mud cake ที่เร็วๆ ดีๆ ไม่หนาไม่บางไป และ ติดหนึบกับผนังหลุม

น้ำหนัก (Mud Weight)

Barite – ชื่อไทยๆคือ “ผงหิน” เราใช้ barite ผสมลงในน้ำโคลนเพื่อให้มันหนัก เราได้พูดถึงผลของน้ำโคลนหนักๆมี barite เยอะไว้แล้วใน LDT (Lithology Density Tool) ถ้าอ่านมาครบแล้วก็จบ เข้าใจได้เลย แต่เราก็ต้องการน้ำโคลนหนักๆเพื่อที่จะกดความดันก้นหลุมไม่ให้พุ่งขึ้นมา ผมกำลังจะบอกว่า ใช้น้ำโคลนที่หนักแค่พอกดเอาไว้ก็พอ อย่าไปเผื่อเยอะ เพราะเผื่อเยอะ มันก็ไปกระทบกับเครื่องมือที่ใช้หยั่งธรณีชิ้นนี้

นอกจาก LDT (Lithology Density Tool) อาจจะมีเครื่องมืออื่นอีกก็ได้ที่ barite ไปขัดขวางการทำงานของเครื่องมือนั้นๆ ก็ต้องถามนักธรณีฟิสิกส์ดูเอาว่าอะไรอย่างไรครับ

Caving – เป็นปรากฏการณ์ที่น้ำหนักน้ำโคลนน้อยเกินไปที่จะผลักผนังหลุมให้อยู่กับที่ งงเนอะ

เอางี้ มามโนกัน ชั้นหินเปลือกโลกมันอยู่ของมันดีๆมาเป็นล้านๆปี ถ้าผมเป็นโมเลกุลชั้นหิน ผมก็มีโมเลกุลเพื่อนบ้านรอบๆตัว ซ้ายขวาหน้าหลังบนล่างกำกับค่ำยันผมอยู่ใช่ไหมครับ เขาค้ำยันผม ผมก็ค้ำยันเขา พึ่งพาอาศัยกันมาเป็นล้านๆปี ไม่มีปัญหาอะไร

วันดีคืนดี มีมนุษย์มาขุดรูลงมาท่ามกลางพวกผม เพื่อนบ้านที่อยู่ข้างขวาผมโดนขุดปลิวละลิ่งไปกับน้ำโคลน แต่เดิมผมมีเพื่อบ้านประกบยันอยู่ 6 ด้าน (ซ้ายขวาหน้าหลังบนล่าง) ตอนนี้ผมเหลือ 5 ด้าน (คือขาดเพื่อนบ้านด้านขวาไป)

ผมก็เป็นไง ผมก็เสียสมดุลซิ เอนเอียงปลิ้นออกไปทางด้านขวาซิครับทีนี้ แล้วก็ทำท่าจะหลุดพลั่วออกไป แต่โชคดีที่มนุษย์รู้ทันเลยเอาน้ำโคลนมาใส่เอาไว้แทนที่เพื่อนบ้านด้านข้าง(ที่หายไปเพราะโดนขุด) ดังนั้นด้านขวาของผมเลยถูกยันไว้ด้วยพลังจากน้ำหนักน้ำโคลน ทำให้ผมไม่เสียสมดุลร่วงผล็อยออกไปในหลุม

ทีนี้ ถ้ามนุษย์ผสมน้ำหนักน้ำโคลนน้อยไป ผมก็เสียสมดุลหลุดออกไป พอผมหลุด เพื่อนบ้านผมก็อยู่ไม่ได้ หลุดตามผมมาเป็นกระบิกๆ นั่นแหละคือ ปรากฏการณ์ caving ครับ ผมแปลของผมเองว่า ผนังหลุมหลุดลอกถล่มลงมาเนื่องมาจากน้ำหนักน้ำโคลนไม่พอ

โดยทั่วไป น้ำหนักน้ำโคลนที่เพียงพอที่จะกดความดันของของไหลในชั้นหินที่ก้นหลุมมักจะเพียงพอที่จะกันไม่ให้ผนังหลุมถล่มลงมา แต่มีบางกรณีที่ต้องใช้ความดันที่มากกว่าที่จะกดความดันของของไหลในชั้นหินที่ก้นหลุมเพื่อที่กันไม่ให้ผนังหลุมถล่มลงมา

เราสามารถคำนวนได้ครับ ใช้วิชา geo-mechanic ซึ่งผมไม่ได้เรียนมา 555 ให้เพื่อนนักธรณีฟิสิกส์จัดการให้ แต่ก็นะ ไม่มีอะไรฟรี มันก็แพง ต้องจ้างบ.service มาทำให้ (แต่บางบ.น้ำมันใหญ่ๆก็มีคนมีซอฟแวร์ทำได้เอง)

ในทางปฏิบัติ เราก็เฝ้าดูเศษหิน (cutting) ที่ขึ้นมากับน้ำโคลน ถ้ามันเป็นชิ้นใหญ่ๆผิดปกติ นั่นแหละครับ สัญญานว่าน้ำหนักน้ำโคลนไม่พอที่จะพยุงผนังหลุม เราก็จะไปบอกวิศวกรน้ำโคลนให้ค่อยๆเพิ่มน้ำหนักน้ำโคลนอีกนิด แล้วเฝ้าดู ถ้ายังมีมาอีกก็เพิ่มอีก จนกว่าจะเพิ่มไม่ได้อีกด้วยเหตุอื่นใดก็ตาม เช่น เดี๋ยวหลุมรั่ว (loss circulation เป็นต้น)

แน่นอนว่า พอผนังหลุมถล่มลอกออกมาเป็นกระบิๆ ก็มีผลแน่ๆกับเครื่องมือหยั่งธรณีที่มี depth of investigation ตื้นๆ

การทดสอบหลุม

ค) ออกแบบกระบวนการทดสอบหลุมเพื่องานในสภาพสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันไป

เรื่องนี้เราต้องไปเกี่ยวกับการทำ well testing หรือ ที่เรียกว่าการทดสอบหลุม การทดสอบหลุมคืออะไร ต้องทำอะไรบ้าง ผมจะไม่ไปยุ่งล่ะ เพราะคนล่ะวัตถุประสงค์กับที่สภาวิศวกรต้องการให้เราทราบ แต่เพื่อความเข้าใจ ผมแนะนำลิงค์ข้างล่างนี่เกี่ยวกับการทดสอบหลุม

https://en.wikipedia.org/wiki/Well_test_(oil_and_gas)

http://petrowiki.org/Well_test

http://www.glossary.oilfield.slb.com/Disciplines/Well-Testing.aspx

https://www.slb.com/services/characterization/testing/surface_testing.aspx

https://www.slb.com/services/technical_challenges/deepwater_operations/project_readiness/offshore_rig_technology/well_testing_equipment.aspx

What is well testing

https://en.wikipedia.org/wiki/Drill_stem_test

(พูดตรงๆ ผมอ่านโจทย์แล้วก็งงๆว่า สภาวิศวกรจะออกข้อสอบมาแนวๆไหน แต่เอาว่า ผมเดามั่วก็แล้วกัน 555)

เอาล่ะ คงรู้จักการทดสอบหลุมกันแบบคร่าวๆแล้ว ที่นี่มันเกี่ยวกับเราตรงไหน

เราต้องเตรียมหลุมให้พร้อมกับการทดสอบหลุม การทดสอบหลุมก็คือการจำลองให้หลุมทำการผลิต แล้ว ให้หลุมผลิตที่อัตราการไหลต่างๆกัน เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหล และ ความดัน เพื่อจะเข้าใจคุณสมบัติต่างๆของชั้นหินกักเก็บ

เอาคร่าวๆนะ เราก็ขุดหลุมตามปกติๆที่เราขุดเพื่อผลิตนั่นแหละ เอาท่อกรุลงไป ทำซีเมนต์ท่อกรุยึดติดผนังหลุม เอาท่อผลิตกับ packer ใส่ลงไป ยิงระเบิดหลุมตูม จะยิงแบบ overbalance หรือ  under balance ก็แล้วแต่วิศวกรแหล่งผลิตต้องการ เราจัดให้ได้หมด

แล้วก็ปิดหลุมเปิดหลุมปรับขนาด choke ไปไรไปตามโปรแกรม นั่งวัดค่าโน้นค่านี่ เก็บตัวอย่างของเหลว ก๊าซ ที่ขึ้นมา หรือจะเก็บจากข้างล่างที่ก้นหลุมก็ได้ มี 108 เทคนิคจะทำกัน ข้อดีข้อเสียก็ต่างกัน ซึ่งทั้งหมดนี้ วิศวกรแหล่งผลิตจะเป็นเจ้าภาพ กำหนดโปรแกรม กำกับการแสดง โดยผู้จัดหาอุปกรณ์และลงมือแสดงทำงานก็คือ บ.service ที่รับงานมานั่นเอง

เราคนเจาะหลุมก็ได้แต่นั่งดูไป อย่าให้ทดสอบหลุมกันจนไฟไหม้หลุมไหม้แท่นเราก็แล้วกัน 555

สรุปว่า หลุมที่ขุดมาเพื่อทดสอบ โดยหลักๆจะเหมือนหลุมผลิต แต่ที่ต่างกันคือ การทนต่อความร้อนของหลุมครับ (Thermal load) เพราะอะไร ในการออกแบบหลุมผลิต เราจะรู้อยู่แล้วว่า จะผลิตด้วยอัตราการไหลเท่าไร แล้วความดัน และ อุณหภูมิ ตลอดแนวหลุมจากก้นหลุมถึงปากหลุม (WellHead) จะเป็นเท่าไร เราก็เลือกท่อกรุ เลือกอะไรต่อมิอะไรตามสเป็คนั้นๆ

แต่ในการทดสอบหลุม ช่วงอัตราการไหลที่วิศวกรแหล่งผลิตต้องการในโปรแกรมการทดสอบมันกว้างๆ (อัตราการไหลสูงมากๆ อุณหภูมิของของไหลที่ปากหลุมยิ่งมาก) ซึ่งจะนำไปสู่ความดัน และ ช่วงอุณหภูมิที่กว้าง และ สูงมาก มิหนำซ้ำยังขึ้นๆลงๆ (cyclic load) ก็จะทำให้เกิดความล้าของวัศดุ (fatigue failure)

ซึ่งในการออกแบบหลุมผลิต เราไม่ได้เอาตรงนี้มาคิดเท่าไร เพราะหลุมผลิตมันผลิตด้วยอัตราการไหล และ อะไรต่อมิอะไรคงที่ตลอดเวลา

อะไรบ้างล่ะครับที่จะต้องรับ cyclic load ที่เราต้องเอาไปคำนวนในส่วนความรับผิดชอบของวิศวกรรขุดเจาะ แน่ล่ะต้องมี ท่อกรุ ท่อผลิต Wellhead (รวมถึงเครื่องในทั้งหมด เช่น hanger, pack off บลาๆ) แล้วก็ซีเมนต์

นอกจากนั้นยังมีสารแคมีแปลกๆที่อาจจะขึ้นมาตอนที่ทดสอบหลุม เช่น H2S CO2 หรือ ปรอท เราก็ต้องเลือกวัสดุเอาไว้เผื่อเรื่องพวกนี้ด้วย

ส่วน Christmas tree ไม่ต้อง เพราะเราไม่ติด Christmas tree ตอนทดสอบหลุมเราติด testing tree แทน มันก็คือ Christmas tree แบบชั่วคราวนั่นแหละ โดยมากเจ้า testing tree นี่เป็นของบ.service ที่เขาต้องรับผิดชอบดูแลเลือกมาให้เหมาะกับโปรแกรมการทดสอบหลุม

แล้วเราคำนวนยังไง ตอบกำปั้นทุบดินเลยครับ ว่าคำนวนยากมาก เราใช้ซอฟแวร์ครับ ป้อนค่าโน้นนี่เข้าไป เช่น ช่วงอัตราการไหล ความดัน สเป็กท่อ โปรแกรมการทดสอบหลุม ฯลฯ แล้วผมใช้ซอฟแวร์ยี่ห้ออะไร แฮะๆ ไม่บอก ไม่มีค่าสปอนเซอร์ มีเยอะแยะครับ บ.service ดังๆมีหมดครับ

โอ้ยยยย เหนื่อยเลย ตัวหนังสือล้วนๆ ไม่มีรูปเลย ที่ไม่มีรูปก็เพราะว่า หัวข้อนี้มันเป็นแนวคิด และ คำอธิบาย พวกรายละเอียด และ รูปต่างๆนั้น ก็อยู่ในลิงค์อยู่แล้ว เอาล่ะ จบไปอีกตอน … เย้ๆ 🙂

5 กย. 61

อือ … ผลกลับไปอ่านหัวข้อ 1.6 นี้อีกทีแล้ว พอจะเข้าใจ อ่านใจสภาฯออกล่ะ

1.6) ออกแบบกระบวนการในการทำงานเพื่องานการวิเคราะห์ลำดับชั้นหินใต้ดิน

ก) เข้าใจสภาพ และ เงื่อนไขภายในหลุมเพื่อการใช้งานอุปกรณ์หยั่งธรณีหลุมเจาะได้สำเร็จ

ข) เข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างน้ำโคลนในหลุม และ อุปกรณ์หยั่งธรณี เพื่อจะทำให้กระบวนการหยั่งธรณีเป็นไปได้อย่างราบรื่น และ ประสบความสำเร็จ

ค) ออกแบบกระบวนการทดสอบหลุมเพื่องานในสภาพสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันไป

คืองี้ ก) กับ ข) นั้น ว่าด้วยเรื่องหยั่งธรณีล้วนๆ ส่วนข้อ ค) นั้น ที่ตอนแรกผมงงๆเพราะ คิดว่าเป็นการทดสอบหลุมที่เกี่ยวกับการหยั่งธรณี แต่พอไปอ่านหัวข้อใหญ่ 1.6 อีกที หัวข้อใหญ่บอกว่า “วิเคราะห์ลำดับชั้นหินใต้ดิน” แปลว่า ไม่จำกัดแค่การหยั่งธรณี ดังนั้น การทดสอบหลุมในความหมายทั่วไปของข้อย่อย ค) ก็เข้าข่าย 1.6 นี่ทั้งยวงเลย

ดังนั้น คุณต้องไปอ่านนี่เลยครับ ซีรี่การทดสอบหลุม ซึ่งมี 4 ตอน ข้างล่างนี่เป็นลิงค์ตอนที่ 1 ที่ท้ายของแต่ล่ะตอน จะมีลิงค์โยงต่อไปตอนต่อไป

การทดสอบหลุม ตอนที่ 1 เราทดสอบหลุมไปทำไม well testing part 1

เอาว่าผมตอบให้หมดแล้วนะทั้ง ก) ข) และ ค) 🙂

• Facebook
• Twitter
• Line