AGS PDM RSS Turbine Slick เยอะเกิ้น เมื่อไหร่จะใช้อะไร (ดีว่ะ)

• Facebook
• Twitter
• Line

AGS PDM RSS Turbine Slick เยอะเกิ้น เมื่อไหร่จะใช้อะไร (ดีว่ะ) – ปวดหัวเนอะ มีให้ใช้เยอะเกิ้น (กู)จะเลือกใช้อะไรดี เรากำลังพูดถึงเครื่องมือที่ช่วยในการขุดอย่างมีทิศทาง หรือ ที่เรียกว่า directional drilling tools

ปัจจุบันเรามี directional drilling tools ให้เลือกใช้เยอะไปหมด มีอะไรบ้างไปดูกันครับ

ใครไม่รู้จักเครื่องมือชิ้นไหนก็คลิ๊กเข้าไปดูรายละเอียดได้ในลิงค์ข้างล่างครับ

• Slick BHA ดูในตอนต้นๆของ AGS มีอธิบายเอาไว้ครับ มันคือ BHA ที่มีแต่ Drill Collar (DC) กับ Stabilizers (Stab) น่ะครับ
• AGS (Adjustable Gauge Stabilizer)
• PDM (Positive Displacement Motor หรือ Mud Motor)
• RSS (Rotary Steerable System)
• Turbine

AGS PDM RSS Turbine Slick

เยอะเกิ้น เมื่อไหร่จะใช้อะไร (ดีว่ะ)

ผมจะไม่ลงรายละเอียดถึงระดับตัวเลขนะครับว่า เครื่องมือ (tools) อะไร มีความสามารถอะไร (เช่น อุณหภูมิ) แค่ไหน เพราะเทคโนโลยีเปลี่ยน ตัวเลขแสดงความสามารถพวกนี้เปลี่ยน เอาแค่แนวคิดไปใช้ ส่วนเวลาจะเลือกจริงๆ ก็เปิดคู่มือ หรือ ถามเจ้าของผลิตภัณฑ์เอา

ผมไม่ได้เรียงตามลำดับความสำคัญนะครับ เพราะพูดยากว่าปัจจัยไหนสำคัญกว่ากัน ขึ้นกับสภาพเงื่อนไขของแต่ล่ะหลุม แล้วก็ไม่เกี่ยวกับเรื่องเงินๆทองๆนะ หมายถึงราคาน่ะ คุยกันเรื่องเทคนิคล้วนๆ

อุณหภูมิ (Temperature)

จุดอ่อนของหลายๆเครื่องมือเลยครับ โดยมากนะ PDM นี่มีส่วนยางเป็นส่วนประกอบ ส่วน RSS ก็จะมีชิ้นส่วน อิเลคทรอนิกส์ AGS Turbine Slick นี่ เหล็กล้วนๆ

จะใช้อะไรหลุมไหนก็ดูอุณหภูมิในขณะปั๊มน้ำโคลนให้ดีๆ (BHCT)

BHCT BHST คืออะไร ทำไมหลุมตรงหลุมเอียง BHCT ต่างกัน เพราะอะไร

ขึ้น ลง ซ้าย ขวา (Build Drop Turn)

ต้องไปดูว่าหลุมเรานั้นเส้นทาง (well profile) เป็นไง ขุดเสยขึ้น (build) กดงุ้มลง (drop) หรือ ขุดตรงๆรักษามุม (tangent) อย่างเดียว หรือ เดี๋ยวเสยเดี๋ยวงุ้ม กลับไปกลับมาเป็นหลังพญานาคบนกล่องไม้ขีดไฟ หรือ มีเลี้ยวซ้ายเลี้ยวขวาด้วย

• Slick – ไม่เสย ก็งุ้ม หรือ ตรงๆรักษามุม เลือกได้อย่างเดียว เลือกแล้วเปลี่ยนใจไม่ได้ ถ้าเปลี่ยนใจก็ต้องถอน BHA ขึ้นมา
• AGS – เสย งุ้ม ตรงๆรักษามุม ได้หมด เปลี่ยนใจได้ระหว่าง 3 อย่างนี้ขณะขุด โดยไม่ต้องถอน BHA ขึ้นมา
• Motor RSS Turbine – เสย งุ้ม ตรงๆรักษามุม แถม เลี้ยวซ้ายขวา เปลี่ยนใจได้ระหว่าง 3 อย่างนี้ขณะขุด โดยไม่ต้องถอน BHA ขึ้นมา

ขนาดหลุม (Hole size)

เครื่องมือบางประเภท ไม่มีผลิตมาให้ใช้ในหลุมที่ขนาดเล็กไป หรือ ใหญ่ไป เพราะข้อจำกัดทางฟิสิกส์ วิศวกรรม และ การตลาด (คนใช้น้อย) พูดง่ายๆ คือ ไม่เวิร์ค หรือ ไม่คุ้ม

ดังนั้น ก่อนจะบอกไปว่าหลุมนี้จะใช้อะไร ดูซ้ายดูขวา โทรฯหาผู้ให้บริการ (Directional drilling service companies) เสียหน่อย อย่ามโน ว่ามีผลิตมาให้ใช้ 555 หน้าแหกมาแล้ว (ก็ผมนี่แหละ หุหุ)

วงเลี้ยว (DL – Dog Leg)

ความสามารถในการ เสย งุ้ม ตรงๆรักษามุม แถม เลี้ยวซ้ายขวา ของเครื่องมือแต่ล่ะชิ้น รุ่น ประเภท ไม่เท่ากันครับ เราเรียกว่า Dog Leg Capability

เทียบกับรถยนต์ก็คือ วงเลี้ยวนั่นแหละครับ เครื่องมือที่ดี ควรมีวงเลี้ยวที่เแคบ คือ เปลี่ยนองศาการ เสย งุ้ม หรือ เลี้ยว ได้ไว (ระยะขุดสั้น) เหมือนกับรถยนต์เลยครับ

ขนาดหลุมจริง (Hole over size)

ชั้นหินแต่ล่ะอย่างมันก็นะ พอขุดจริง มันอาจจะหลุดลอก กร่อน ทำให้ขนาดหลุมจริงๆ ใหญ่กว่าขนาดหัวเจาะเยอะกว่าปรกติ ที่เราเรียกว่า หลุม oversize หรือ wash out

ความสามารถในการ เสย งุ้ม ตรงๆรักษามุม แถม เลี้ยวซ้ายขวา ของเครื่องมือแต่ล่ะชิ้น รุ่น ประเภท ขึ้นกับขนาดหลุมครับ

โดยมากถ้าหลุมมันใหญ่กว่ากว่าขนาดหัวเจาะมากๆ วงเลี้ยวที่แคบที่สุด จะมากกว่าที่สเป็กกำหนดไว้ ส่วนจะเสียวงเลี้ยวไปมากน้อยแค่ไหน ก็ต้องถามผู้ผลิตผู้ให้บริการ พอรับได้ไหม ถ้ารับได้ก็โอเค ถ้ารับไม่ได้ก็ต้องเปลี่ยนเครื่องมือ

ต้องระวังด้วย ดูจากประวัติการขุดหลุมเก่าๆที่ขุดผ่านชั้นหินเดียวกันด้วยน้ำโคลนเดียวกันย อัตราการไหลเดียวกัน ว่าหลุมมีแนวโน้มจะบานเบอะไหม ถ้ามีแนวโน้มล่ะก็ อาจจะต้องคิดข้ามช๊อตว่าเปลี่ยนชนิดน้ำโคลนได้ไหม เปลี่ยนอัตราการไหลได้ไหม บลาๆ

ผ่านลงไปได้ไหม (Pass through)

บางครั้ง ก่อนจะหย่อน BHA ลงไปขุดเนี้ย ต้องหย่อนผ่านอุปสรรคแปลกๆลงไป อุปสรรคแปลกๆนี่ก็ เช่น ในการขุดเฉียงๆออกจากหลุมเดิม ที่เรียกว่า side track ออกจากท่อกรุ เราต้องเจาะท่อกรุทะลุออกไปด้วยเครื่องมือชนิดหนึ่ง (Mill BHA) แล้วจึงเอาหัวเจาะกับเครื่องมือของเรา (drilling BHA) ลงไปขุดชั้นหินอีกที

ท่อกรุที่ถูกเจาะออกไปเนี้ย ขอบมันไม่ค่อยเรียบหรอก ถ้าเครื่องมือบางชนิดเนี้ยมันมีครีบ (pad) มีอาจจะเสียหายได้ถ้าโดนขูด ครูด เช่น RSS แบบ push the bit หรือ มีปลอกที่เรียกว่า non rotating sleeve ในกรณี point the bit

การจะเอาเครื่องมือพวกนี้ผ่านลงไปใรช่องท่อกรุที่โดนตัดเจาะเป็นรูนี่ มีเสียว (ที่จะเจ๊ง) ครับ

บางทีผมเคยเห็นนะครับ แค่เจาะผ่านปลายท่อกรุ (casing shoe) ธรรมดาๆนี่แหละ non rotating sleeve ของ RSS point the bit บางรุ่น บางยี่ห้อ ยังมีปัญหาเลยครับ คือ ปลอก non rotating sleeve เนี่ย ไปค้างแขวน (hang) อยู่ที่ปลายท่อกรุซะงั้น หย่อน BHA ไม่ผ่านปลายท่อกรุซะงั้น ทำให้ไม่สามารถขุดออกไปได้ ต้องถอนก้าน และ BHA ขึ้นมาเปลี่ยนกันวุ่นวาย

ROP (Rate Of Penetration)

เรื่องนี้ก็สำคัญ บางเครื่องมือมันทำให้ขุดช้าเพราะเอาน้ำหนัก (WOB – Weight On Bit) ลงไปได้ไม่เยอะ ไม่งั้นมันไม่ทำงาน เช่น PDM (motor stall) เป็นต้น หรือ ถ้าเอา WOB ลงมากๆ เพื่อให้ขุดได้เร็ว BHA จะสั่นมาก (เหมือนเร่งเครื่องยนต์น่ะ) แล้วเครื่องมือเต็มไปด้วยชิ้นส่วนอิเลคทรอนิกส์จะพังเอา เลยทำให้ต้องกั๊กๆ WOB เอาไว้หน่อย นั่นคือ ทำความเร็วไม่ได้อย่างใจนัก

สั่นสะเทือน (Vibration)

โดยมากถ้าต้องการขุดเร็วๆก็มักจะต้องจัดเต็ม คือใส่ทั้งความเร็วรอบในการหมุนก้านเจาะ (RPM – Round Per Minute) และ น้ำหนัก (WOB – Weight On Bit) ผลคือ BHA จะสั่น และ กระแทกเป็นเจ้าเข้า เครื่องมือพวกนี้ก็ทนแรงสั่นกระแทกได้ไม่เท่ากัน สเป๊กเครื่องมือมีบอกครับว่า ทนอะไรได้แค่ไหน

เครื่องมือที่อ่อนแอบบอบบางที่สุดก็ RSS นี่แหละครับ รองมาก็ PDM (เพราะมียาง และ ลูกปืน – bearing) ถัดมา ก็ AGS Turbine

ส่วน slick นี่อึดสุด เพราะไม่มีอะไรเลย เหล็กล้วนๆ 555

เข้ากันได้กับเครื่องมืออื่น (Telemetry compatability)

เรื่องนี้โดยมากจะเป็นเรื่องของ proprietary ของ RSS เพราะต้องใช้เครื่องมือสื่อสารติดต่อรับส่งข้อมูล และ คำสั่งจากปากหลุม พ่วงผ่านทาง อุปกรณ์สื่อสาร (telemetry system) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ MWD ถ้าใช้ MWD ยี่ห้อนี้ อาจจะกึ่งบังคับว่าต้อง RSS ของยี่ห้อเดียวกัน

อารมณ์เดียวกับ อุปกรณ์ที่สร้างมาให้ใช้กับ iOS จะเอามาต่อพ่องกับ Andriod ก็ไม่ได้น่ะครับ แต่เรื่องนี้ไม่เป็นประเด็นสำหหรับ PDM AGS Turbine และ slick เพราะไม่ต้องสื่อสารผ่านระบบอิเลคทรานิกส์อะไร

ปั๊มซีเมนต์ผ่านได้ป่ะ

ชีวิตไม่ง่ายครับ ต่อให้พิจารณาลดความเสี่ยงด้วยวิธีการมาตราการต่างๆจนหมดไส้หมดพุงแล้ว บางครั้งเราจำเป็นต้องคิดเผื่อกรณีแย่สุดเอาไว้ เพราะหลุมอาจจะสูญเสียน้ำโคลนจนสุดเยียวยา (total loss circulation) แล้วจำเป็นต้องปั๊มซีเมนต์ลงไปอุด

เราก็ต้องเลือกเครื่องมือบังคับทิศทางสามารถปั๊มซีเมนต์ลงไปได้โดยไม่เจ๊งกะโบ๊ง ซึ่งโดยมากเครื่องมือพวกนี้เกลียดซีเมนต์ แต่ก็มีบางรุ่น บางยี่ห้อ ที่พอรับได้อยู่ ก็ต้องไปคุยเป็นรายๆไป

LCM (Loss Circulation Material)

นี่ก็คล้ายๆกับเรื่องซีเมนต์ครับ ต้องคิดล่วงหน้าว่าสามารถปั๊ม LCM ผ่านได้ไหม และ LCM ชิ้นใหญ่แค่ไหน (size) ประเภทไหนบ้าง (type) และ ปั๊มได้เยอะเท่าไร (concentration, ppb – pound per barrel) บลาๆ ถ้าไม่ไหวจริงๆอาจจะต้องพิจารณาติด circulating sub ไว้เหนือ BHA

พลังงานที่ต้องใช้ (pressure drop)

เครื่องมือพวกนี้ต้องใช้พลังงานในการทำงานครับ

พลังงานที่ว่านั่นก็คือ อัตราการไหล (Q – flow rate) คูณ กับ ความดันตกคร่อมเครื่องมือนั้นๆ (Differential Pressure หรือ pressure drop) แต่ล่ะเครื่องมือก็ใช้ไม่เท่ากัน

ใน BHA มีเครื่องมืออีกมากมายหลายอย่างที่ แค่ล่ะชิ้นก็ต้องการพลังงานในการทำงาน เช่น MWD, LWD, Cir sub, Bit เป็นต้น และ ไหนยังมีพลังงาน (ความดัน) ที่เสียไปในก้านเจาะ อุปกรณ์บนแท่นเจาะ (surface pressure loss)

วิศวกรขุดเจาะต้องคำนวนให้ดีๆว่า พลังงาน (ความดัน) ที่ใช้ และ สูญเสีย ทั้งหมด นั้นเพียงพอที่จะทำให้ขุดให้จบถึงความลึกที่ต้องการได้

เช่น ปั๊มบนแท่นเจาะให้ความดันได้สูงสุด (ที่อัตราการไหลที่ต้องการ) = 100

• ความสูญเสียจากเครื่องมืออุปกรณ์บนแท่น (surface pressure loss) = a
• ความสูญเสียในก้านเจาะ = b
• MWD ใช้ไป = c
• LWD ใช้ไป = d
• PDM ใช้ไป = e
• Bit ใช้ไป  = f

วิศวกรขุดเจาะต้องเลือกใช้อุปกรณ์ และ วิธีการที่ เมื่อเจาะถึงความลึกที่ต้องการแล้ว a+b+c+d+e+f แล้วต้องน้อยกว่า 100 เป็นต้น

คุณภาพการหยั่งธรณี

ในการหยั่งธรณีนั้น (well logging) ไม่ว่าจะเป็น wireline หรือ LWD (Logging While Drilling) มีความไวต่อความขรุขระ (rugosity) ของผนังหลุมที่ต่างกัน บางชนิดก็ต้องการผนังหลุมที่เรียบเนียนประมาณหนึ่งเพื่อให้ได้คุณภาพของการวัดออกมาดี โดยเฉพาะเครื่องมือหยั่งธรณีตระกูลที่ลงท้ายว่า scanner หรือ imaging

เครื่องมือบังคับทิศทางการขุดเจาะแต่ล่ะชนิดก็ให้คุณภาพผนังหลุมที่ต่างกัน โดยมาก PDM ให้คุณภาพผนังหลุมห่วยสุด เพราะมันมี bend sub และ ขุดสองขยัก (mode) คือ slide กับ rotate

ช่วงที่ rotate หลุมจะตรงแต่ใหญ่เพราะมันแกว่งขว้าน ช่วงที่จะเลี้ยว คือ slide หลุมก็จะเรียบแต่หักมุม สลับๆกันไปแบบนี้ สภาพหลุมก็จะ ตรงๆใหญ่ๆและเรียบๆหักมุม ไปเป็นช่วงๆ ไม่สวยเอาเสียเลย

เอาเครื่องมือหยั่งธรณี ท่อกรุลงหลุม

การเอา เครื่องมือ wireline logging และ ท่อกรุ ลงหลุมเนี้ย เราใช้วิธีหย่อนลงไป ใช้น้ำหนักของตัวมันเองดึงตัวมันลงไป ถ้าความขดของหลุม (tortuosity)  และ ขรุขระ (rugosity) มากๆเนี้ย การจะหย่อน เครื่องมือ wireline logging (tools) หรือ ท่อกรุ ลงหลุมเนี้ย อาจจะโหดหิน

ถ้าหลุมขด และ ขรุขระ มาก ก็จะหย่อนไม่ลงถึงก้นหหลุม เรื่องใหญ่ครับ เพราะการขุดหลุม ไม่ใช่สักแต่ว่า ขุดได้แล้วจบ ได้หลุมแล้ว สบายใจ กลับบ้านได้

ไม่ใช่ครับ เราต้องสามารถเอาข้อมูลทางธรณีฟิสิกส์(หยั่งธรณี)ที่นักธรณีต้องการขึ้นมาได้ด้วย นอกจากนั้น ยังจะต้องเอาท่อกรุลงไปได้ด้วย เพื่อจะติดตั้งอุปกรณ์การผลิต (completion) ไม่ใช่สักแต่ว่าจะขุดให้ได้รู

ความลึกของหลุม

เนื่องจากการขุดทุกวันนี้เป็นแบบ rotary drilling คือ หมุนก้านจากข้างบน ใช้น้ำหนัก Drill Collar กดหัวเจาะ หลุมยิ่งลึก แรงเสียดทานระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุมยิ่งมาก การจะหมุนหรือบังคับทิศทาง BHA ยิ่งลำบาก เครื่องมือบังคับทิศทางแต่ล่ะชิ้น ก็มีความสามารถในการรับมือ “ความลำบาก” ที่ไม่เท่ากัน

เช่น PDM นี้ อาศัยการหมุน เล็ง ว่าจะให้ เลี้ยว หรือ เสย หรือ กด ด้วยการบรรจงหมุนก้านเจาะจากปากหลุม แต่ถ้าหลุมยาวๆ นึกภาพว่าเราหมุนเส้นด้ายยาวๆที่ปลายด้านหนึ่งไปครึ่งรอบ ปลายอีกด้านมันก็ไม่ได้หมุดไป ครึ่งรอบด้วย ใช่ไหมล่ะ หลุมยิ่งลึก ยิ่งบังคับทิศทาง PDM ลำบาก

Turbine ก็ใช้หลักการบรรจงคุมทิศทางแบบเดียวกับ PDM แต่เนื่องจาก Turbine มีแรงปฏิกริยาแรงบิด (reactive torque) น้อยกว่า PDM (ไปอ่านรายละเอียดที่ให้ไปข้างบนในแต่ล่ะเครื่องมือว่าทำไมเป็นแบบนั้น) Turbine จึงมีปัญหาในการคุมทิศทางน้อยกว่า PDM (ถ้าทุกอย่างเท่าๆกันเหมือนๆกัน)

Slick RSS กับ AGS ไม่มีปัญหานี้ เพราะใช้คนล่ะกลไกในการบังคับทิศทาง

สรุปว่า

งานขุดหลุมปิโตรเลียมมันเหมือนกับงานก่อสร้างทางวิศวกรรมทุกงานน่ะครับ มี 3 สิ่งอย่างหลักๆที่เราต้องคิด

1. โจทย์ความต้องการของนักธรณี วิศวกรแหล่งผลิต
2. หน้าตาหลุมที่จะขุดแล้วตอบโจทย์ในข้อ 1
3. วัสดุอุปกรณ์ที่เลือกเอามาใช้

โดยมากเรายึด “โจทย์” เป็นหลัก แล้วออกแบบ “หน้าตาหลุม” ให้ตอบโจทย์ แล้วไปเลือก “วัสดุอุปกรณ์” มาทำให้ได้ “หน้าตาหลุม” ที่ต้องการ

โดยมากก็เป็นไปตามนั้น แต่ไม่ทุกครั้งที่ชีวิตมันง่ายแบบนั้น บางครั้ง เราก็ต้อง ยอมเปลี่ยนหน้าตาหลุม หรือ แม้แต่ต่อรองปรับโจทย์ เพราะ วัสดุอุปกรณ์ ไม่มีขาย หรือ ไม่มีให้เช่าในตลาด

ที่ไม่มี อาจจะเพราะมันเว่อร์วัง ติดข้อจำกัดทางฟิสิกส์ วิศวกรรม มันไม่มีเครื่องมือนั้น หรือ จริงๆก็สร้างได้แหละ แต่ไม่มีใครสร้างมาขาย เพราะคนซื้อมีไม่กี่คน ทำมาแล้วไม่คุ้ม

อุปกรณ์ AGS PDM RSS Turbine Slick BHA นี้ก็เช่นกันครับ

จากที่คุยมาทั้งหมด ทุกชิ้นมีข้อจำกัดทั้งนั้น บางครั้ง เราไม่สามารถหาเครื่องมือที่ทำหน้าตาหลุมให้ออกมาได้ตามต้องการเลย เราก็ต้องยอมปรับหน้าตาหลุม โดยไม่เปลี่ยนโจทย์ หรือ บางครั้ง ไม่สามารถที่จะไม่เปลี่ยนโจทย์ ก็ต้องไปคุยกับคนตั้งโจทย์ (นักธรณี วิศวกรแหล่งผลิต) เพื่อให้ได้หลุมโดยใช้เครื่องมือที่มีในตลาด

เงื่อนไขส่วนใหญ่ในการขุดเจาะหลุมปิโตรฯก็เหมือนกันกับงานวิศวกรรก่อสร้างอื่นๆคือ นั่นคือ เงิน และ เวลา ถ้าไม่มี 2 อย่างนี้กำกับ ทุกอย่าง (ถ้าไม่เกินขอบเขตของฟิสิกส์และวิศวกรรม) มันก็เป็นไปได้หมด

หลุมนี้ขุดได้ไหม

ผมชอบตอบนักธรณีแบบขำๆว่า  ขุดได้หมดแหละครับ มีเงิน กับ เวลา ให้ผมไหมล่ะ 555 🙂

หลังๆรู้ทันกันก็มักจะให้เงินกับเวลามาให้ แล้วถามว่า ขุดได้ไหม ในงบฯประมาณนี้ และ ให้ทันวันนั้นวันนี้

ไม่ก็ถามว่า ถ้าให้ขุดได้ ต้องใช้เงิน และเวลาเท่าไร แล้วค่อยไปปรับกันต่อรองกัน ในโลกวิศวกรรมการก่อสร้าง ไม่มีอะไรที่ตายตัว ขึ้นกับ เงิน เวลา และ คุณภาพของที่ต้องการ

ถูก เร็ว ดี

ใน 3 อย่างนี้ ลูกค้าเลือกได้แค่ 2 อย่างเท่านั้นครับ โลกทางวิศวกรรมการก่อสร้าง (หรือซ่อมแซม) มันเป็นแบบนี้

1. อยากได้ของดี อยากเสร็จเร็ว ราคาก็ไม่ถูกแน่ๆ
2. อยากเสร็จเร็ว อยากได้ของถูก ก็คงได้ของไม่ดีเท่าไร คุณภาพหยวนๆกันไป
3. อยากได้ของถูก อยากได้ของดี งั้นก็ต้องรอหน่อย ไม่น่าจะเสร็จเร็ว

🙂

• Facebook
• Twitter
• Line