สอนอ่าน CBL VDL ซีเมนต์ดี ไม่ดีแค่ไหน เราจะรู้ได้อย่างไร

• Facebook
• Twitter
• Line

สอนอ่าน CBL VDL ซีเมนต์ดี ไม่ดีแค่ไหน เราจะรู้ได้อย่างไร – ปัญหาปวดตับของพวกเราเหล่านักขุดหลุมปัญหาหนึ่งก็คือ เราจะรู้คุณภาพของซีเมนต์ตลอดหลุมได้อย่างไร

ทำไมคุณภาพซีเมนต์ถึงสำคัญนัก เพราะอะไรรู้ไหมครับ …

เราต้องการให้ซีเมนต์มันทำงานอยู่ 2 อย่างหลักๆ

อย่างแรกคือมันต้องยึดท่อกรุให้ติดไว้กับชั้นหิน (mechanical support)

อย่างที่สองคือ กั้นไม่ให้ของไหล ไหลข้ามไปมาระหว่างชั้นหินด้วยกัน และ ไม่ให้ไหลรั่วไปปากบ่อ (Hydraulic seal)

ซึ่งสองอย่างนี้มันควรจะมาด้วยกัน แต่โดยมาก อย่างแรกมันมักไม่มีปัญหา แต่ไอ้อย่างหลังนี่ซิ ปวดกระแบนเหน็บเจ็บไข่ดันกันเอาเรื่องอยู่ ลุ้นกันตัวโก่ง … 555

วิธีหนึ่งที่เราทดสอบคร่าวๆได้คือการทดสอบภาพรวมๆโดยกันอัดความดันจากปากหลุมลงไป (pressure test) ในช่องว่างระหว่างวงแหวนท่อกรุสองท่อ  อย่างที่กล่าวไว้แล้วในตอนก่อน (ดูลิงค์ในรูปข้างล่าง)

ซีเมนต์ไม่เกาะท่อกรุ ทำไงดี ปัญหาปวดตับ … Poor or No Cement bond

แต่อย่างที่บอกไว้แล้วอีกว่า วิธีนั้นมันก็ไม่ได้ตอบโจทย์ว่าตลอดช่วงท่อกรุนั้นซีเมนต์มันเป็นอย่างไร เกาะดีไหม ตลอดช่วงหรือไม่ หรือ เกาะดีเป็นช่วงๆ

ถ้าอยากรู้จริงๆ ซึ่งเรามักจำเป็นต้องรู้ โดยเฉพาะช่วงของท่อกรุที่อยู่ในชั้นหินแหล่งกักเก็บที่เราหมายตาจะยิงระเบิดเจาะท่อกรุเพื่อผลิตไฮโดรคาร์บอน เราก็ต้องควักเบี้ยจ่ายเงินให้บ.service ที่ให้บริการด้านนี้มาสำรวจคุณภาพซีเมนต์

บริการด้านนี้ที่ว่านั่นคือ Cement Bong Log (CBL) …

ถ้าจำได้ในหนัง DeepwaterHorizon วิศวกรที่ทำหน้าที่นี้ของบ.seervice ชุดหมีสีน้ำเงินถูก company man ส่งกลับไปตั้งแต่ต้นเรื่อง ไม่ทำการตรวจสอบคุณภาพซีเมนต์ นี่แหละๆ เจ้านี่แหละ ที่เราจะมาเรียนรู้การอ่านค่ากันวันนี้

ก่อนอื่นเลย ใครยังไม่เคยอ่านพื้นฐานเกี่ยวกับเรื่องมือนี้ ไปอ่านมาก่อนนะครับ ตามลิงค์ข้างล่างนี้เลยครับ อ่านเฉพาะ CBL นะครับ CEL USIT CCL เอาไว้ก่อน อ่านไว้ได้รู้ไว้ได้ แต่เรายังไม่เรียนกันวันนี้

CBT CET USIT CCL เครื่องมือวัดคุณภาพซีเมนต์ในหลุมเจาะ

เอาละ สมมุติว่าคุณอ่านมาแล้ว เรามาต่อกันเลย

ข้อมูลทั้งหมดนี่ผมงัดเอามาจากกระโหลกผุๆของผมเอง เพราะเคยเป็นวิศวกรที่ทำหน้าที่นี้มาโดยตรง กับ รูปภาพ ที่มาจากสองแหล่งนี้นะครับ สามารถไปอ่านเพิ่มเติมเอาได้

http://www.bridge7.com/grand/log/gen/casedhole/cbl.htm

https://petrowiki.org/Cement_bond_logs

สอนอ่าน CBL VDL

ซีเมนต์เนี้ยมันอยู่ระหว่างท่อกรุกับชั้นหินใช่ป่ะ ดังนั้นการยึดเกาะของมันก็ต้องมี 2 คู่

1. ท่อกรุกับซีเมนต์
2. ซีเมนต์กับชั้นหิน

จากหลักการที่คุณควรจะได้อ่านมาก่อนแล้วในลิงค์ที่ให้ไปที่เกี่ยวกับหลักการของเครื่องมือ CBL จะเป็นค่าที่บอกคุณภาพการยึดเกาะแบบแรก (ท่อกรุกับซีเมนต์) ส่วน VDL จะบอกคุณภาพการยึดเกาะแบบที่สอง (ซีเมนต์กับชั้นหิน)

เรามาไล่ดูกันทีล่ะแบบเลยครับ สอนอ่าน CBL VDL ฉบับบ้านๆนี้จะไล่จากง่ายๆไปยากๆนะ 

ดีเลิศประเสริญศรี (Good Cement)

สอนอ่าน CBL VDL – วิธีอ่านนะครับ CBL VDL มี 4 กราฟ เป็นมาตราฐาน

ซ้ายสุดนั่นคือรังสีแกมม่าธรรมชาติของชั้นหิน ถ้ายังไม่รู้จักไปอ่านที่นี่ก่อนได้เลย Wireline Logging ตอน Gamma Ray เครื่องมือวัดชิ้นแรกที่เบสิกที่สุด

ถ้าค่ามากๆก็แปลว่าเป็นชั้นหินดินดาน ถ้าค่าน้อยๆก็แปลว่าไม่ใช่ชั้นหินดินดาน (แปลมันง่ายๆงี้แหละ หุหุ) ส่วนจะเป็นอะไรก็ไปอ่านเอาจากกราฟอื่น อาจจะเป็นหินทราย หินปูน หินโน้นนี่นั่น อะไรก็ว่าไป

ถัดมาเรียกว่า CCL ย่อมาจาก Casing Collar Locator คือกราฟที่จะบอกว่าข้อต่อ (coupling) ของท่อกรุอยู่ตรงไหน ถ้ากราฟมันเส้นเรียบๆก็คือส่วนที่เป็นท่อกรุ จุดที่กราฟหยักๆจิ๊ดๆ นั่นคือส่วนที่เป็นข้อต่อ

ทำไมต้องมีกราฟสองเส้นนี้ใน CBL VDL ด้วย เราอยากรู้คุณภาพการยึดเกาะของซีเมนต์ไม่ใช่หรือ

มันเป็นเรื่องของจุดอ้างอิงความลึก (depth control)

คืองี้ครับ พอเราเอาท่อกรุลงหลุมไปแล้ว เราไม่สามารถที่จะรู้ได้ว่าชั้นหินหลังท่อกรุมันเป็นอะไร จริงไหมครับ เราจึงต้องมีกราฟค่าอะไรสักอย่างที่สามารถเป็นสะพานเชื่อมโยงระหว่างค่าหยั่งธรณีอื่นๆ (ความต้านทานไฟฟ้า คลื่อนเสียง ความหนาแน่น บลาๆ)

แล้วการวัดอะไรล่ะ ที่สามารถอ่านค่านั้นของชั้นหินได้ทั้งโดยตรงตอนที่ยังไม่เอาท่อกรุลง (open hole log) และ สามารถอ่านค่าได้แม้ว่าจะเอาท่อกรุลงหลุมไปแล้ว (case hole log – read behind casing) ก็ยังสามารถอ่านค่าได้

ตัวอย่างเช่น ถ้าใช้ Resistivity Tool ก็ไม่ได้เพราะมันอ่านค่าได้ก็ต่อเมื่อไม่มีอะไรที่นำไฟฟ้าดี๊ดีมากั้นระหว่างเครื่องมือกับชั้นหิน ดังนั้นถ้าเอาท่อกรุลงหลุมไปแล้ว เอาเจ้าเครื่องมือนี่หย่อนลงไปคงอ่านได้หรอกนะ กระแสไฟฟ้าคงไหลจู๊ดๆไปตามท่อกรุแน่ๆ ไม่ไหลเข้าชั้นหิน

เอาล่ะ มาถึงตรงนี้ก็คงมีคนรู้จริงตอบว่า มี 3 – 4 เครื่องมือครับ ที่หย่อนลงไปอ่านค่าชั้นหินได้แม้ว่าจะมีท่อกรุอยู่ในหลุม แต่ทำไมเราใช้ gamma ray tool ง่ายนิดเดียวครับ เพราะมันง่าย เครื่องมือมันไม่ยาว และ ที่สำคัญคือมันราคาถูก 555 เราเลยเอามันมาต่อพ่วงเข้ากับ CBL VDL แล้วเอามันลงหลุมไปพร้อมกัน

คราวนี้เราก็มีกราฟสะพานเชื่อม (อ้างอิง) ของชั้นหินแล้วมาปรากฏอยู่ใน CBL VDL ของเรา

แล้วอะไรจะเป็นตัวแทนของจุดอ้างอิงของท่อกรุล่ะครับ ก็ CCL ไงครับ ดูเผินๆจากจุดที่เส้น CCL มันขยับจิ๊ดๆ เหมือนกับว่า ความยาวท่อกรุแต่ล่ะท่อนมันเท่ากันนี่หว่า

แต่จริงๆแล้วท่อกรุแต่ล่ะท่อนไม่เท่ากันเลยครบ (เพราะอะไร ไว้คราวหน้าผมจะมาเม้าส์มอยให้ฟังครับ มันเนื่องมาจากขบวนการผลิตท่อกรุนี่แหละ มันทำให้เท่ากันแป๊ะๆไม่ได้ อืม จริงๆมันก็ทำได้ แต่มันแพง 555)

ดังนั้น กราฟ GR กับ CCL มันจึงต้องเป็นขนมจีบกับซาลาเปา กินคู่กัน เอ๊ย มาด้วยกัน เพราะเส้นหนึ่งเป็นตัวแทนจุดอ้างอิงของชั้นหิน อีกเส้นหนึ่งเป็นตัวแทนของท่อกรุ เอามาวางคู่กัน เราก็รู้ว่า ท่อกรุจุดนี้จุดนั้น อยู่ตรงไหนเมื่อเทียบกับชั้นหิน ตอนแปลความ CBL VDL และ ยิงระเบิด จะได้ไม่ยิงมั่วซั่ว

ปูพื้นยาวเลย อย่าเพิ่งเบื่อครับ ของมันจำเป็นต้องมี เอ๊ย จำเป็นต้องเข้าใจครับ

อะ เข้าเรื่อง ยกรูปมาใหม่ สองเส้นซ้ายมือเรารู้จักไปแล้ว

ต่อมา CBL … ตามหลักการทางซิฟิลิส เอ๊ย ฟิสิกส์ ที่คุณอ่านมาแล้วในตอนก่อน จะรู้ว่า ค่า CBL ยิ่งต่ำเตี้ยเรี่ยดินยิ่งดี ในกรณีสเกลมาตราฐานที่ตกลงกันในอุตสาหกรรมเรา คือ 0 mV อยู่ซ้าย 50 mV อยู่ขวา ถ้าเส้นชิดซ้ายเท่าไรยิ่งเริ่ด โดยทั่วไป ต่ำกว่า 5 mV ก็ดีใจแล้ว หุหุ

ส่วน VDL กันก็จะเห็น formation arrival แปลว่า เห็นเส้นคลื่นที่มาจากชั้นหินชัดเจน

คืองี้ …

พลังงานเสียงมันท่องเที่ยวแบบนี้ครับ จากตัวส่งสัญญานคลื่นเสียง (transmitter) ที่ห้อยอยู่ในหลุม -> น้ำโคลน -> ท่อกรุ -> ซีเมนต์ -> ชั้นหิน -> ซีเมนต์ -> ท่อกรุ -> น้ำโคลน -> ตัวรับสัญญานคลื่นเสียง (receiver)

ดังนั้น ถ้ารอยต่อระหว่าง ซีเมนต์กับชั้นหินดี๊ดี (ไฮไลท์สีน้ำเงินข้างบน) ความต้านทานเสียงจะต้องต่ำ (coupling acoustic impedance ต่ำ) ตัวรับสัญญาณคลื่นเสียงจะต้องเห็นเส้นยึกยือๆที่เกิดจากคลื่นเสียงเดินทางผ่านชั้นหิน จริงไหมครับ

เจ้าเส้นยึกยือที่ว่านั้น เขาเรียกว่า formation arrival ถ้าเห็นเส้นนี้ชัดเจนในช่องกราฟ VDL ก็แปลว่า การยึดเกาะระหว่าชั้นซีเมนต์กับชั้นหินดีเริ่ด ยิ่งเห็นคมชัดเท่าไรยิ่งดี แปลว่า คลื่นที่ตัวรับสัญญานเห็นนั้นแรง (amplitude สูง acoustic impedance ต่ำ) แปลว่ารอยต่อซีเมนต์กับชั้นหินเนี้ย ยึดกันดี

โอเคนะ อธิบายยาวหน่อย ปูพื้นๆ ต่อไปก็จะเร็วล่ะ ไปดูแบบต่อไปกัน

ห่วยขั้นเทพ (No Cement)

แบบนี้ CBL เราสูงปรี๊ดติดเพดาน ชำเลืองขึ้นไปดู ไหงทำไมเส้นกราฟ CBL มันไปชิดซ้ายหว่า ไม่ใช่ครับๆ มันเป็นสเกลที่ทด (wrap scale) คือ พอมันเกิน 50 mV ค่าสูงสุดขวามือแล้ว มันวกกลับมาด้านซ้ายใหม่ พูดง่ายๆคือ ที่เห็นเป็น 0 กว่าๆ นั่น มันคือ 50 กว่าๆครับ

ส่วน VDL นั่นก็ไม่เห็น เส้นยึกๆยือๆของ formation arrival เลยครับ จะเห็นได้ไง ก็ซีเมนต์กับชั้นหินมันไม่ติดกันนี่ครับ

ตัวส่งสัญญานคลื่นเสียง (transmitter) ที่ห้อยอยู่ในหลุม -> น้ำโคลน -> ท่อกรุ  -> น้ำโคลน -> ตัวรับสัญญานคลื่นเสียง (receiver)

ตามเส้นทางท่องเที่ยวของคลื่นเสียงข้างบนเห็นป่ะ พอซีเมนต์มันไม่สนิทชิดเชื้อกับท่อกรุ และ ชั้นหิน คลื่นเสียงมันก็ไม่วิ่งไปผ่านซีเมนต์และชั้นหิน มันก็ผ่านแค่ท่อกรุกับน้ำโคลนแล้ววกกลับเข้ามาที่ตัวรับสัญญานเลย

อาการแบบนี้เราเรียกว่า free pipe คือ ไม่มีอะไรเกาะท่อกรุอยู่เลย

ในทางปฏิบัติ มีประโยชน์มากครับ เราต้องหาส่วนของท่อกรุที่ให้อาการอย่างนี้ให้เจอ ทำไมนะเหรอ เอาไว้สรุปตอนท้าย ตอนนี้แปะไว้ก่อน จำคำว่า free pipe ไว้ ให้ดีๆก็แล้วกัน

แบบก้ำกึ่งๆไปตีความกันเอาเอง (Partial Bond)

แบบนี้ก็อยู่ตรงกลางระหว่า ห่วยขั้นเทพ กับ ดีเลิศประเสริฐศรี ครับ CBL ก็อยู่ระหว่าง 0 – 50 mV VDL ก็เห็น เส้นยึกๆยือๆของ formation arrival ชัดบ้างไม่ชัดบ้าง

ก็ถกกันไปว่าจะเอาไงกับชีวิตดี เอาไว้จะสรุปตอนท้ายว่ามีเกณฑ์มีกรอบความคิดอะไรอย่างไรในการถก ไม่ใช่เราถกกันแบบเรื่อยเปื่อย มันมีกรอบมีกติกามารยาทกันอยู่พอสมควร

ช่องว่างขนาดจิ๋ว (Micro Annulas)

ช่องว่างที่ว่านี้คือช่องว่างรูปวงแหวนระหว่างท่อกรุกับซีเมนต์ครับ ดังนั้น VDL ไม่เกี่ยว ไม่ต้องไปสนใจใยดีมัน

มาดูที่ CBL กัน ปรากฏการณ์นี้คือ ดูเผินๆ ค่า CBL จะเหมือนแบบก่ำกึ่งๆ ไม่ห่วย ไม่เริ่ด แต่พออัดความอันเข้าไปในท่อกรุแล้ววัด CBL ใหม่ในขณะที่ท่อกรุโดนอัดความดันอยู่ ปรากฏว่า CBL ดีขึ้น (ค่าต่ำลง) ทันตาเห็น

เอ๊ะ … มันเกิดอะไรขึ้น

คืองี้ มันมีช่องว่างรูปวงแหวน (Micro Annulas) ขนาดเล็กๆมากๆอยู่ระหว่าท่อกรุกับซีเมนต์ที่เกาะอยู่

ในสภาพวะปกติๆ คลื่นเสียงมันจะวิ่งผ่านไปจากท่อกรุไปซีเมนต์ไม่สะดวก (high coupling acoustic impedance) ค่า CBL มันเลยสูง เพราะเมื่อผ่านจากท่อกรุไปซีเมนต์ไม่ได้ ก็ไม่สูญเสียพลังงานไปไหน สัญญาณที่ย้อนกลับมาหาตัวรับก็แรงจ๋า

แต่พออัดความดันเข้าไปในท่อกรุ ท่อกรุมันก็บวมพองออกเล็กน้อย ช่องว่างที่ว่านั่นก็หายไป ท่อกรุก็ไปติดกับซีเมนต์ คลื่นเสียงมันจะวิ่งผ่านไปจากท่อกรุไปซีเมนต์สะดวกขึ้น (low coupling acoustic impedance) ค่า CBL มันเลยต่ำลง เพราะเมื่อผ่านไปซีเมนต์ได้ คลื่นเสียงก็สูญเสียพลังงานมากขึ้น สัญญาณที่ย้อนกลับมาหาตัวรับก็แผ่วลง

… แล้วถามว่าแบบนี้โอป่ะ ถือว่าซีเมนต์ยึดท่อกรุดีไหม

คำตอบคือโอจ้าาาา ในทางวิชาการ ช่องว่างจิ๋วๆแบบนี้ไม่ทำให้ของไหลไหลผ่านไปมาได้ (Hydraulic seal OK) และ ก็ยังให้ความแข็งแรงเชิงกลได้ดี (Mechanical support OK)

งั้นถามใหม่ว่า ต้องทำ 2 ครั้งเสมอไหม แบบท่อกรุเปล่าๆ กับ อัดความดันเข้าท่อกรุ แล้วเอามาเทียบกัน

อันนี้ก็แล้วแต่นโยบายของแต่ล่ะบ.ครับ

บางบ.ก็ทำ 2 รอบ เป็นมาตราฐาน บางบ.ก็ทำรอบเดียวไปก่อน ถ้าช่วงของท่อกรุที่เราต้องการซีเมนต์ดีๆมันเกิดห่วย ค่อยลุ้น อัดความดันท่อกรุแล้วทำอีกรอบ เพราะทำเสร็จมันอ่านค่าได้เลย ตัดสินใจได้เลย ถ้าไม่ดีก็ชี้นิ้วสั่งไอ้นก (wireline engineer) อย่าเพิ่งเก็บเครื่องมือออกจากหลุม (rig down) ไปทำมาใหม่ คราวนี้อัดความดันท่อกรุด้วยนะ

ส่วนตัวผม (ในฐานะวิศวกรหลุมเจาะ) ชอบแบบหลังมากกว่า เหนื่อยน้อยกว่า จ่ายเงินถูกกว่า (ถ้าไม่ใช่สัญญาจ่ายกันแบบเหมาต่อหลุม) แต่ถ้าในฐานะ wireline engineer ที่ได้ส่วนแบ่งรายได้จากงาน ชอบแบบแรก อิอิ …

เกาะท่อกรุแต่ไม่เกาะชั้นหิน (No Formation Bond)

เรียมาจนจะจบแล้วนี่ คงรู้แล้วนะว่าตอนนี้กำลังพูดถึงคู่ไหน ตอนนี้เราสนใจคู่ซีเมนต์กับชั้นหิน ดังนั้น เขี่ย CBL ทิ้งไปก่อน ไม่ต้องไปดูมัน จะดีหรือไม่ดีก็ช่าง (แต่ในตัวอย่างข้างบนจะเห็นว่า CBL ค่อนข้างโอเลยล่ะ เรี่ยๆอยู่ราวๆ 5 mV)

เขยิบไปทางขวา ดู VDL จะเห็นว่า VDL เงียบเชียบเลย ขาวจั๋ว มองไม่เห็น เส้นยึกๆยือๆของ formation arrival เลย กรณีนี้คลื่นเสียงมันวิ่งแบบนี้ครับ

ตัวส่งสัญญานคลื่นเสียง (transmitter) ที่ห้อยอยู่ในหลุม -> น้ำโคลน -> ท่อกรุ -> ซีเมนต์ –> ท่อกรุ -> น้ำโคลน -> ตัวรับสัญญานคลื่นเสียง (receiver)

จะสังเกตุว่าเส้นทางเดินของเสียงต่างกับแบบ free pipe เล็กน้อย ตรงที่แบบ free pipe นั้น ซีเมนต์ไม่ยึดติดท่อกรุ ดังนั้นคลื่นเสียงก็เลยไม่เดินทางผ่านซีเมนต์ สัญญานเสียงเลยไม่เสียพลังงานเยอะ (เสียงเดินทางผ่านเหล็กได้ดี๊ดี acoustic impedance ต่ำ จ้า) เส้น VDL เลยเห็นคมชัดในกรณี free pipe

ส่วนในกรณีนี้ซีเมนต์ยึดติดท่อกรุอยู่บ้าง ดังนั้นเส้นทางเดินของเสียงจึงเดินเข้าไปในซีเมนต์ด้วย แต่ไม่เดินเข้าไปในชั้นหิน เพราะซีเมนต์ไม่ยึดติดกับชั้นหิน ดังนั้น สัญญานเสียงเลยเสียพลังงานเยอะขึ้นเพราะต้องผ่านซีเมนต์ (เสียงเดินทางผ่านซีเมนต์ได้ไม่ดีเท่าเหล็ก acoustic impedance ของซีเมนต์สูงกว่าเหล็ก) เส้น VDL เลยเห็นเบลอๆจางๆในกรณีนี้

หมดยังเนี้ย เหนื่อยแล้ว … ยังไม่หมดครับ เหลืออีก 1 แบบ

ซีเมนต์เริ่ดชั้นหินแข็งโป๊ก (Fast Formation)

แบบนี้จะเหมือนแบบแรกสุดคือ ซีเมนต์ระหว่างท่อกรุและชั้นหินดี เนียนสนิทติดกันเป็นเนื้อเดียว และ เพิ่มเติมจากแบบแรกตรงที่ ชั้นหินแข็งมาก ความหนาแน่นสูงสุดๆ (acoustic impedance ต่ำมาก)

ปกติแล้ว คลื่นเสียงที่จะเดินทางมาถึงตัวรับก่อนเพื่อน มันจะเดินทางมาทางนี้ครับ

จากตัวส่งสัญญานคลื่นเสียง (transmitter) ที่ห้อยอยู่ในหลุม -> น้ำโคลน -> ท่อกรุ -> น้ำโคลน -> ตัวรับสัญญานคลื่นเสียง (receiver)

นี่คือทางที่ใช้เวลาน้อยที่สุดที่สุด อาจจะมีคนเถียงว่า ทางนี้ไม่ใช่สั้นที่สุดนะ ทางนี้ตะหาก

จากตัวส่งสัญญานคลื่นเสียง (transmitter) ที่ห้อยอยู่ในหลุม -> น้ำโคลน -> ตัวรับสัญญานคลื่นเสียง (receiver)

ไม่เถียงครับ ถ้าตามระยะทางที่ว่ามานี่มันก็สั้นที่สุด แต่มันใช้เวลานานกว่าครับ เพราะเสียงเดินทางในท่อกรุ (เหล็ก) เร็วกว่า เดินทางในน้ำโคลน (ของเหลว) ดังนั้น เสียงที่เดินทางแบบแรก คือผ่านท่อกรุ จะมาถึงตัวรับก่อนเพื่อนเลย

เราเรียกคลื่นเสียงที่มาถึงตัวรับก่อนเพื่อนนี้ว่า casing arrival (เพราะมันผ่านท่อกรุมาไง)

คราวนี้มาดูกรณีที่วิ่งผ่านชั้นหินมาบ้าง หน้าตาเส้นทางมันเป็นแบบนี้

จากตัวส่งสัญญานคลื่นเสียง (transmitter) ที่ห้อยอยู่ในหลุม -> น้ำโคลน -> ท่อกรุ -> ซีเมนต์ -> ชั้นหิน -> ซีเมนต์ -> ท่อกรุ -> น้ำโคลน -> ตัวรับสัญญานคลื่นเสียง (receiver)

จะเห็นว่า ส่วนต่างกันคือสีน้ำเงิน ..

คลื่นเสียงที่จะมาถึงตัวรับ เราเรียกว่า formation arrival (ก็เพราะมันวิ่งผ่านชั้นหินมาไง) ซึ่งเจ้าคลื่น formation arrival นี่แหละที่เราเอา wave form มาระบายสีออกมาเป็นกราฟฟิกยึกยือๆในช่องกราฟ VDL โดยให้ส่วนคลื่นที่เป็นบวกมากๆสีขาวจั๋ว ส่วนคลื่นที่เป็นลบมากๆสีดำปี๋ แล้วส่วนที่อยู่ระหว่างกลางก็เฉดสีเทาอ่อนเทาแก่อะไรก็ว่ากันไป

ดังนั้นถ้าหินมีความหนาแน่นสูงมากๆ เสียงเดินทางผ่านชั้นหินเร็วมากๆ (acoustic impedance ต่ำมาก) ก็มีทางเป็นไปได้ใช่ไหมล่ะครับ (ลองคำนวนสมมุติตัวเลขเอาก็ได้) ว่า คลื่น formation arrival จะวิ่งมาถึงตัวรับสัญญาน เร็วกว่า คลื่น casing arrival

ดังนั้น เอ้า มาดูรูปอีกที

จะเห็นว่ากรณีนี้ CBL ไม่ใช่กราฟที่บอกคุณภาพการยึดเกาะของท่อกรุกับซีเมนต์อีกต่อไปแล้ว เพราะ CBL ที่เห็นในกรณีนี้มันคือ formation arrival ที่วิ่งมาถึงเครื่องรับก่อน

ปกติ logic ที่เราให้เครื่องรับมันพล๊อตกราฟมาให้คือ เราให้มันจับค่าความแรง (amplitude) ของคลื่นที่มาถึงก่อน เครื่องมันไม่รู้หรอกว่า คลื่นที่มาถึงก่อนนั้นมันคือคลื่นที่มาจากไหน คลื่นไหนมาถึงก่อน มันก็วัดความแรงแล้วก็พล๊อตให้เรา แสดงผลให้เป็นเส้นกราฟ CBL คนเราต่างหากที่รู้ว่า ปกติแล้ว คลื่นที่มาถึงเคลื่องรับก่อน คือ casing arrival ที่บอกถึง คุณภาพซีเมนต์กับท่อกรุ

ทีนี้ถ้า formation arrival มันวิ่งแซง casing arrival มาถึงก่อน เครื่องมันก็ไม่รู้ไม่ชี้ เอามาแสดงผลเป็น CBL คนเราต่างหากที่ต้องดู VDL ประกอบด้วย ถึงจะรู้ว่า อ๋อ VDL คมชัดเชียวมาชิดขอบซ้ายเชียว แปลว่า formation arrival มาเร็วมาก

ซึ่งจะต่างกับกรณี good cement ปกติ ที่ VDL ดีคมชัดเหมือนกัน แต่ขอบซ้ายของ VDL จะขาวๆ

เอ้า เอารูปมาให้ดูอีกที เทียบชัดๆรูปข้างล่างนี้คือ good cement ปกติ

รูปข้างล่างนี้แบบ hard formation ที่แข็งปั๊ก formation arrival แซง casing arrival มาเข้าวินที่เครื่องรับ

สังเกตุความแตกต่างที่ขอบซ้ายของช่อง VDL เห็นไหมครับ แบบซีเมนต์ดีปกติ ขอบซ้ายจะขวาๆเคลียๆ แต่ถ้า formation arrival แซง casing arrival มาเข้าวินที่เครื่องรับ ขอบซ้ายจะชัดแจ๋วแหว๋ว

จะเห็นได้ชัดเลยว่า อย่างในกรณี micro annulus หรือ fast formation arrival นี้ จะดูแต่ CBL ไม่ได้ ต้องดูประกอบกัน และ ต้องเข้าใจฟิสิกส์ของเครื่องมือวัดอย่างถ่องแท้ ถึงจะอธิบาย ตีความผลการวัดออกมาได้ กราฟแต่ล่ะกราฟมันต้องสอดคล้องกัน อธิบายซึ่งกันและกันได้

ถ้าท่องจำเป็นนกแก้วนกขุนทองมา อย่างแรกเลย เดี๋ยวก็ลืม อย่างที่สองคือ พอเจอกราฟแปลกๆจากที่ท่องมา อ้าว ไปไม่เป็นซะละ เห็นเด็กใหม่ๆดำน้ำบุ๋มๆกันประจำเลย บางทีบอกได้ บอกถูกว่าคืออะไร แต่พอถามว่าทำไมปุ๊บ จบข่าวเลย

แต่ถ้าเข้าใจฟิสิกส์ของเครื่องมือ และ กระบวนการวัดของแต่ล่ะเครื่องมือหยั่งธรณีจริงๆแล้วล่ะก็ แก่ปูนนี้ (อย่างผม) และ ไม่ได้ทำไม่ได้จับมานานมาก (ก็อย่างผมอีก) ก็ยังไม่ลืม 🙂

ไม่ใช่เอะอะอะไรก็โบ้ยก็โยนไปที่ซอฟแวร์ที่เครื่องมือ วิศวกรมีหน้าที่กดปุ่มอย่างเดียว งั้นไม่ต้องจ้างวิศวกรก็ได้ไหม แค่กดปุ่ม ผมสั่งหุ่นยนต์ให้กดปุ่มเองจากในออฟฟิตนี่ก็ได้มัง 555 ตกงานกันปายยย

มาดูชีวิตจริงกันบ้าง

Free Pipe

เวลาทำงานจริง เราต้องไปหาจุดที่เป็น Free pipe ให้เจอว่าอยู่ตรงไหน โดยมากเราจะรู้คร่าวๆจากเพื่อนเรา cementing engineer แล้วเราก็เอาเครื่องมือเราไปอ่านค่า CBL ที่ตรงนั้นว่ามันอ่านได้กี่ mV ตรงกับค่าที่ควรจะอ่านได้ไหม

กรณีแรก ถ้าเราเชื่อว่าตรงนั้นเป็น free pipe จริงๆ และค่าที่อ่านได้ ไม่คลาดไปจากค่าทางทฤษฎีที่คาดว่าน่าจะเป็น เราก็ปรับได้

สมัยนู้นนนน สมัยผมทำงาน วิธีปรับก็บ้านๆ ใช้ปุ่มหมุนๆเอา แบบปุ่มเปลี่ยนช่อง(คลื่น)วิทยุทรานซิสเตอร์สมัยก่อนนั่นแหละ มันก็คือการเอาตัวเลขไปคูณ(หรือหาร) ค่า CBL ให้ออกมาได้ค่าทางทฤษฎี แล้วค่า CBL ที่จะอ่านได้ตอนวัดจริงๆก็จะโดนคูณ(หรือหาร) ด้วยค่านี้ แล้วค่อยแสดงผลออกมา

กรณีที่สอง

1. หาตำแหน่ง free pipe ไม่ได้จริงๆ

2. ไม่มี free pipe

3. ค่าที่อ่านได้จาก (ตำแหน่งที่คิดว่า) free pipe มันต่างกับค่าทางทฤษฎีที่ควรจะเป็นมากๆ

กรณีแบบนี้ ก็ต้องเชื่อเครื่องมือ และ ทีมงานไว้ก่อนว่า ปรับจูนมาตราฐาน (calibration) มาดีจากฐานฯของเรา เราก็ต้องรายงานไปว่า ไม่มี free pipe ให้เทียบปรับหน้างาน (field calibration) เครื่องมืออ่านได้เท่าไรก็เท่านั้น

ก้ำกึ่งๆ จะเอาไงกันดี

แบบแรกเลย ดูค่าจริงๆของ CBL แล้วฟันฉั่วะลงไปเลย เช่น ต่ำกว่า 5 mV ถือว่าดี 5 – 15 mV ใช้ได้ ยิงระเบิดเจาะหลุมผลิตได้ เกิน 15 mV ห่วย ยิงระเบิดผลิตไม่ได้ ถ้าจะผลิตต้องซ่อมซีเมนต์ (ซ่อมไง อุบไว้ก่อน อิอิ)

อีกแบบหนึ่งก็เอาระยะทางมาพ่วงด้วย เช่น ถ้าต่ำกว่า 5 mV ต่อเนื่องกัน 10 เมตร ถือว่า กั้นการไหลของของไหลได้ ยิงระเบิดได้ แต่ถ้า ต่ำกว่า 5 mV แต่ไม่ต่อเนื่องกัน ก็ต้องขอให้ช่วงที่ดีๆ (ต่ำกว่า 5 mV) รวมๆกันแล้วให้ได้ 30 เมตร จึงถือว่า กั้นการไหลของของไหลได้

อีกวิธีที่เห็นใช้กันคือ คิดเป็นอัตราส่วน หรือ เทียบ log เอา มีการคำนวนหน่อยๆ แล้วเอาค่าที่คำนวนได้ ไปกำหนดว่าซีเมนต์ดีไม่ดีอย่างไร

เช่น …

1. ให้ free pipe 50 mV คือ ห่วยแตกสุด ถือว่าซีเมนต์ดี 0% (คือห่วยนั่นแหละ 555)
2. แล้ว 0 mV คือ เจ๋งสุด ถือว่าซีเมนต์ดี 100%
3. ถ้าอ่าน CBL ได้ 10 ก็ถือว่า ซีเมนต์ดี (50-10)/50 = 80%

อีกแบบหนึ่งก็เอาให้มันมีหลักการหน่อย ใส่ log ซะ เช่น log (actual reading/max reading)

• ถ้าซีเมนต์ห่วยแตกสุด ค่านี้จะได้ log(50/50) = 0
• ถ้าซีเมนต์ดีสุดๆ ก็จะได้ log(0/50) = 1
• ถ้าอ่าน CBL ได้ 10 ก็ถือว่า ซีเมนต์ดี log(10/50) = 0.7 เป็นต้น

เสร็จแล้วก็ค่อยเอาค่าที่คำนวนได้มากำหนดอีกทีว่าดีไม่ดีอย่างไร จะผูกกับระยะด้วยหรือไม่ ก็ตามแต่ล่ะบ.จะกำหนดเป็นมาตราฐานของบ.นั้นๆ เพราะแต่ล่ะสภาพแวดล้อมละความต้องการ ความซีเรียสของงาน ไม่เหมือนกัน จะมีกฏเดียวใช้ครอบจักรวาลมันก็คงกระไรอยู่ เช่น บางงานซีเรียสมากๆ ความดันสูง หลุมร้อน มี H2S ซีเมนต์ต้องเริ่ดจริงไรจริง จึงจะทำอะไรต่อมิอะไรต่อไปได้ เป็นต้น แต่บางงานก็ชิวๆ ซีเมนต์ดีพอประมาณก็โอแล้ว

ก็เหมือนงานวิศวกรรมอื่นๆทั่วไปแหละ ถ้าเอากฏเข้มมากๆมาใช้ครอบจักรวาล มันก็ดี แต่ต้นทุนการทำงาน (และส่งผ่านไปเป็นราคาสินค้าและบริการสู่ผู้บริโภค) มันก็จะแพงขึ้น

Micro Annulus

กรณีนี้ก็ได้วิสัชนากันไปแล้วนิ ผ่านไปล่ะกัน สรุปว่า ถ้าซีเมนต์ตรงนั้นต้องดี แต่มันไม่ดีก็ลองใหม่ อัดความดันเข้าไปแล้ววัด ลุ้นอีกรอบเผื่อจะผ่าน 555 🙂

ซีเมนต์ไม่เกาะชั้นหิน

กรณีนี้ไม่มีปัญหาเรื่องความดันหรือของไหลจะรั่วขึ้นไปปากบ่อ เพราะซีเมนต์เกาะท่อกรุดี อะไรก็แทรกไปไม่ได้ ปัญหาเดียวของกรณีนี้คือ cross flow ของไหล (ปิโตรเลียม) สามารถไหลข้ามจากแหล่งหนึ่งไปอีกแหล่งหนึ่งได้ (flow behind cement)

แทนที่จะไหลเข้ามาในหลุมตามรูที่เรายิงระเบิดเจาะท่อกรุเอาไว้ ปิโตรเลียมส่วนหนึ่งก็ไหลหลังซีเมนต์ไปที่อีกแหล่งหนึ่งซะงั้น ทำให้ได้ปิโตรเลียมเข้ามาในหลุมไม่เต็มเม็ดเต็มหน่วยอย่างที่วิศวกรแหล่งกักเก็บเขาดีดลูกคิดเอาไว้ ทำให้แหล่งผลิตอายุสั้นลงโดยที่ผลิตเข้าหลุมได้ไม่มากเท่าที่ควรจะผลิตได้ นอกจากนั้นก็จะทำให้แผนการผลิตรวน

เช่น วิศวกรแหล่งกักเก็บ ดีดลูกคิดไว้ว่า จะผลิตได้ 100 บาลเรล จากแหล่ง ก เป็นเวลา 10 ปี แล้ว ไปยิงระเบิดท่อกรุ ผลิตจากแหล่ง ข อีก 150 บาเรล ในปีที่ 11 ถึงปีที่ 15 ไรเงี้ย

ถ้าเกิดปิโตรเลียมมันไหลหลังซีเมนต์จากแหล่งก ไป ข หรือ ข ไป ก (ขึ้นกับแหล่งไหนความดันสูงกว่ากัน) แผนที่วิศวกรฯเขาดีดลูกคิดเอาไว้มันก็พลาดไป เพราะทั้ง ความดัน และ ปริมาณกักเก็บของทั้ง 2 แหล่งมันเปลี่ยนไป

เห็นป่ะคุณภาพซีเมนต์มันสำคัญขนาดไหน ขุดหลุมมาหลายขั้นตอนยากลำบากจะเป็นจะตาย มาตายตอนจบตรงซีเมนต์ก็มีให้เห็นเป็นอุทาหรณ์อยู่เหมือนกัน เช่น รีบทำ เลินเล่อ ประหยัดไม่เข้าเรื่อง บลาๆ

Fast formation arrival

กรณีนี้ ไม่น่ากังวลอะไร ถือเป็นโบนัส เพราะจะเกิดกรณีนี้ได้ การยึดเกาะของซีเมนต์ต้องดีเริ่ดทั้งฝั่งท่อกรุ และ ฝั่งชั้นหิน ข้อสำคัญอย่าพลาดไปคิดว่าซีเมนต์ท่อกรุห่วยซะล่ะ (เพราะ CBL สูง)

ส่งท้าย

ที่อธิบายมาทั้งหมดนั้น เป็นเครื่องมือที่ดั่งเดิม คลาสิกมากๆ ที่ใช้การประเมินคุณภาพของซีเมนต์

เครื่องมือเหล่านี้ยังมีข้อที่พึ่งระวังอยู่พอสมควร เช่น

1. ความหนาแน่นของน้ำโคลน (ถ้ามากไป ค่า CBL ก็อ่านได้ไม่แม่น)
2. ตำแหน่งของเครื่องมือที่ต้องอยู่กลางท่อกรุ (พอดี๊พอดีถึงจะวัดแม่น)
3. ค่าที่อ่านได้ทั้ง CBL VDL เป็นค่าเฉลี่ยนที่มาจาก 360 องศารอบท่อกรุ
4. และ อื่นๆอีก 2 – 3 อย่าง เรื่องรองๆกันไป

ปัจจุบันมีเครื่องมือทันสมัยออกมาเยอะแยะที่มีข้อพึ่งระวังพวกนี้น้อยลง (แต่ก็มีข้อพึ่งระวังอื่นตามมาเช่นกัน) ให้ไปอ่านในลิงค์ผมที่ให้ไว้ตอนต้นเกี่ยวกับ CET และ USIT หรือ อ่านในลิงค์ของ http://www.bridge7.com/grand/log/gen/casedhole/cbl.htm และ https://petrowiki.org/Cement_bond_logs

ไม่ว่าจะเป็นเครื่องมือแบบใดก็ตาม หลักการนั้นเหมือนเดิมเลยครับคือ ใช้เสียงวิ่งผ่านเข้าไปในตัวกลาง แล้ววัด รูปแบบคลื่น (wave form) และ ความแรง (amplitude) ที่กลับมาที่ตัวรับ แล้ววิเคราห์ตีความเอาจาก รูปแบบคลื่น (wave form) และ ความแรง (amplitude) ที่รับมาได้นี่แหละ

เครื่องมือก็คือเครื่องมือ มันไม่ฉลาดไปกว่าคนหรอกครับ ดังนั้นเป็นความสำคัญอย่างยิ่งยวดที่วิศวกรอย่างเราๆ ต้องเข้าใจหลักการทำงาน และ ฟิสิกส์ของมัน อธิบายผลที่อ่านมาได้อย่างสอดคล้องในทุกกรณี ไม่ใช่เป็นเพียงวิศวกรกดปุ่มอย่างเดียว ไม่เช่นนั้น วันหนึ่ง เราอาจจะถูกแทนที่ด้วยเครื่องจักรนะครับ

สุดท้ายของสุดท้าย สงกรานต์นี้ เดินทางกลับบ้านปลอดภัยกันทุกคน และ ดื่มไม่ขับ นะครับ …

• Facebook
• Twitter
• Line