Ballooning Effect vs Kick ปัญหาปวดตับหลุมร้อนความดันสูง

• Facebook
• Twitter
• Line

Ballooning Effect vs Kick ปัญหาปวดตับหลุมร้อนความดันสูง – เขียนเรื่องเวิ่นเว้อเกี่ยวกับตัวเองมาหลายตอน ได้ฤกษ์เขียนเรื่องเทคนิคมั่ง

อันเนื่องมาจากเดือนหน้าต้องไปเรียน และ สอบ เอา IWCF well control certificate ก็เลยได้มีโอกาศปัดฝุน ขัดสนิม รอยหยักสมอง

เจอเรื่อง Ballooning ก็เลยคิดว่า น่าจะเอามาแบ่งปันกัน

Balloon Loss Circulation Fracture Kick Blowout อะไรเป็นอะไรกันแน่

Ballooning Effect vs Kick

ปัญหาปวดตับหลุมร้อนความดันสูง

เรามาเริ่มที่ทฤษฎีสั้นๆกันดีกว่า

เกิดอะไรขึ้นตอนเราต่อก้านเจาะ

ตอนเรากำลังขุดหลุมเนี้ย เราทำสิ่งสำคัญๆ 3 อย่าง

1. เราปั่นก้านเจาะ (RPM)
2. ปล่อยน้ำหนักจาก drill collar ลงบนหัวเจาะ (WOB) เมื่อบวกกับ RPM จากข้อ 1 ก็จะเกิดแรงบิด เอาแรงบิด คูณ ความเร็วรอบ ก็ได้ “กำลัง” หรือ ถ้าเอาคูณเส้นรอบวงที่หมุน ก็ได้ “พลังงาน”
3. ปั๊มน้ำโคลนลงไปในก้านเจาะ

ข้อ 1 กับ 2 นั่น คือ การที่เราใส่พลังงานกล 2 อย่าง (แรงบิดผ่านทางแรงกด x ความเร็วรอบ) ลงไปทำลายหิน ไม่ต่างกับเราใช่สว่านมือเจาะผนังบ้าน

ส่วน ข้อ 3 นั่น ได้ 2 เด้ง 2 in 1 ครับ คือ

1. เราใส่พลังงานกลจากของไหลลงไปกัดเซาะทำลายหิน (แรงเชิงกล เหมือนเราบีบสายยาวรดน้ำต้นไม้ลงไปกระทบดิน จะเห็นว่าดินเป็นรู)
2. หอบเอาเศษหินขึ้นมาปากหลุม

ในการหอบเศษหินขึ้นมาปากหลุมเนี่ย มันต้องใช้พลังงานใช่ป่ะ เพราะตัวน้ำโคลนเอง และ เศษหินมัน มีน้ำหนัก คือ นอกจากจะต้องหอบเอาตัวเองขึ้นมาแล้ว ยังต้องหอบเศษหินขึ้นมาด้วย

อุปมาเหมือน รถเปล่าๆ ไม่มีคนนั่ง ก็ต้องใช้พลังงานในการเคลื่อนที่ เพราะต้องหอบนน.ตัวรถนั่นแหละ ยิ่งมีคนนั่ง ก็ต้องใช้พลังงานมากขึ้น … ประมาณนั้น

พลังงาน(หรืออีกนัย ความดัน) ที่ต้องใช้ จะต้องเอาชนะแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างทางที่น้ำโคลนและเศษหินผ่านจากก้นหลุมถึงปากหลุม นั่นก็คือ ช่องว่างรูปวงแหวนระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุมนั่นเอง (annulas pressure loss)

ดังนั้นในตอนที่เราขุด ความดันส่วนเพิ่ม (annulas pressure loss) นี้จะไปปรากฏที่ก้นหลุม เพื่อให้น้ำโคลนยกตัวมันเองและเศษหินมาปากหลุมได้

ดังนั้น ในมุมมองของหินที่ก้นหลุม หินจะมองเห็นความดันสุทธิ ที่เป็นผลรวมของ น้ำหนักน้ำโคลน + น้ำหนักเสมือนที่เกิดจาก ความดันส่วนเพิ่ม (annulas pressure loss)

ความดันสุทธิที่ว่านี้ เมื่อคำนวนกลับเป็นน้ำหนัก ก็อาจะเรียกได้ว่าเป็นน้ำหนักน้ำโคลนเสมือนขณะขุด เราเรียกมันว่า Equivalent Circulation Density หรือ ย่อๆว่า ECD

พูดภาษาคณิตศาสตร์ คือ …

ECD = นน.น้ำโคลน + นน. เสมือนเนื่องจาก ความดันส่วนเพิ่ม (annulus pressure loss)

พอเราหยุดขุด เพื่อต่อก้าน เราปิดปั๊มน้ำโคลน น้ำโคลนหยุดไหลลงก้านเจาะ ดังนั้น ความดันส่วนเพิ่มที่ว่านี้ (annulas pressure loss) จะหายไป

หินที่ก้นหลุมจะเห็นความดันแค่ความดันจากนน.น้ำโคลนนิ่งๆอย่างเดียว

พูดมาตั้งนาน จะบอกว่าตอนหยุดเจาะ หินก้นหลุมจะเห็นความดันน้อยกว่าระหว่างการขุด 🙂

(ประโยคสีแดงข้างบน ขีดเส้นทึบ 2 เส้น หนาๆ เอาไว้เลย เพราะเป็นเรื่องต่อเนื่องที่เอาไปใช้ประโยชน์ได้อีกหลายๆอย่างในการขุดหลุมปิโตรเลียม)

ส่วนจะน้อยกว่ากันแค่ไหนก็ขึ้นกับ ความดันส่วนเพิ่ม (annulus pressure loss) ว่ามันแค่ไหน

ความดันส่วนเพิ่ม (annulus pressure loss) จะกี่มากน้อย ก็มีปัจจัยประมาณนี้

• ขุดเร็วไหม ขุดเร็วปริมาณเศษหินในขณะหนึ่งๆก็เยอะ ปริมาณเยอะก็หนัก annulus pressure loss ก็เยอะ
• น้ำโคลนเองหนักไหม ถ้าหนัก annulus pressure loss ก็เยอะ
• น้ำโคลนเองหนืดไหม ถ้าหนืดก็ไหลยาก ฝืด แรงเสียดทานก็เยอะ annulus pressure loss ก็เยอะ
• ปั๊มแรงไหม (อัตราการไหล) อัตราไหลมาก annulus pressure loss ก็เยอะ
• ช่องว่างรูปวงแหวนระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุม (annulus area) ใหญ่ไหม ถ้าใหญ่ ก็ไหลสะดวก ความเสียดทานก็น้อย annulus pressure loss ก็น้อยตาม
• ระยะทางจากก้นหลุมถึงปากหลุมยาวไหม ถ้ายาว (หลุมลึกนั่นแหละ) ก็ใช้แรงเยอะ ความเสียดทานก็เยอะ annulus pressure loss ก็มากตาม

ปัจจัยหลักๆก็ประมาณข้างบนนั่นแหละ

พอเข้าใจพื้นฐานดังว่า เราไปรู้จักกับน้องบอลลูน พินสุดา เอ๊ย ballooning กัน

Ballooning คือ อะไร

มี 2 แนวคิดครับ

หลุมบวม

ตอนขุด .. เนื่องจากมี ECD ทั้งหลุมบวมออกแบบนี้

พอหยุดขุด เพื่อต่อก้าน ECD หายไป หลุมก็หดกลับ

เมื่อหลุมหดกลับ ที่ปากหลุมก็จะมีน้ำโคลนล้นออกมา เราสังเกตุที่ปากหลุม เราก็งงๆว่า เฮ้ย ซวยละกู มีของไหลแปลกปลอม (influx) เข้ามาที่ก้นหลุม

ผมชอบเรียกแนวคิดนี้ว่า พองหนอ-ยุบหนอ (ฮ่า)

หลุมซึม

อีกแนวคิดหนึ่ง คือ ผนังหลุมเนี้ยมันมีรอยปริแยก (fracture) อยู่แล้ว ตอนขุด มี ECD น้ำโคลนมันก็เข้าไปสิงอยู่ในรอยแยกที่ว่า พอหยุดขุด ECD หายไป น้ำโคลนมันก็ไหลกลับมาในหลุม

ถ้าดูในแนวยาวทั้งหลุม ก็จะประมาณรูปข้างล่างนี้

เช่นเคย … ที่ปากหลุมก็จะมีน้ำโคลนล้นออกมา เราสังเกตุที่ปากหลุม เราก็งงๆว่า เฮ้ย ซวยละกู มีของไหลแปลกปลอม (influx) เข้ามาที่ก้นหลุม

ที่แย่กว่านั้น อีตอนน้ำโคลนไหลกลับจากรอยปริแยก ถ้ารอยปริแยกนั้นมีก๊าซ ก๊าซก็เข้ามาในหลุมได้อีก … go so big ไปกันใหญ่เลยทีนี้

แล้วจะรู้ได้ไง

เรายืนอยู่ปากหลุม เราไม่เห็นหรอกว่าเกิดอะไรขึ้นจริงๆในหลุม ที่อธิบาย และ รูป ที่ว่ามาทั้งหมดนั่น แนวคิด มโน ล้วนๆ

ที่ปากหลุมเราเห็นแต่น้ำโคลนใน trip tank (ใครไม่รู้จักก็ผ่านไปก่อน ไม่สำคัญอะไร) เพิ่มขึ้น

จากที่อธิบายในโมเดลที่มโน ถ้า ballooning น้ำโคลนที่ไหลย้อนกลับขณะหยุดขุด จะน้อยลงๆ เพราะหลุมบวม/ยุบ ซึม/ไหลกลับ มันก็จำกัดอยู่ที่ปริมาณหนึ่ง ไม่มากมายอะไร แต่ถ้ามี influx เข้ามา น้ำโคลนที่ไหลย้อนกลับขณะหยุดขุด จะมากขึ้นๆตามเวลาที่ผ่านไป

นั่นหมายถึง การจะแยกได้ว่าไผเป็นไผนั้น ต้องใช้เวลาสังเกตุ (flow check) พอสมควรเลย จริงไหม ซึ่งมันไปขัดหลักการ kick (influx) detection ของตำรา well control ที่บอกว่า ต้องปิดหลุมทันทีที่น้ำโคลนไหลย้อนกลับเยอะผิดปกติ

สมมุติว่าเราไม่รอล่ะ ปลอดภัยไว้ก่อน ปิดหลุมเลย (Shut in) เมื่อนั้น เราจะสามารถวัดความดันได้ 2 ค่า

• ความดันที่ก้านเจาะ (SIDPP – Shut In Drill Pipe Pressure)
• ความดันที่ท่อกรุ (SICP – Shut In Casing Pressure)

ถ้า Influx (โดยมากจะนน.เบากว่าน้ำโคลน แต่ความดันสูง) เข้ามาในหลุม มันก็จะไปสิงอยู่ในช่องว่างระหว่าง ก้านเจาะ กะ ผนังหลุม (annulus) จริงป่ะ SICP ก็จะเยอะ (เพราะ influx นน.น้อย) ในขณะที่ในก้านเจาะมีน้ำโคลนปกติๆเต็มก้าน

ดังนั้น ถ้าเราเห็นน้ำโคลนไหลย้อนกลับตอนหยุดขุดเยอะผิดปกติ เราหยุดขุด ปิดหลุม ถ้าอ่านค่า SICP ได้พอๆกับ SIDDP แปลว่าไม่มี influx … เพราะมีแต่น้ำโคลนทั้งในก้านเจาะ และ annulus

ถ้ากลับกัน อ่านค่า SICP > SIDPP แปลว่า ไอ้หย๋า มีอะไรไม่ชอบมาพากลเข้ามาในหลุมเลี้ยวววว

มันควรจะง่ายแบบนั้นใช่ไหม แต่ธรรมชาติไม่ยอมให้ชีวิตพวกผม drilling engineer ง่ายขนาดนั้น (พวกเราคงทำกรรมไว้เยอะ – ฮ่า)

• อาจจะมีก๊าซนิดๆเข้ามาได้ในกรณี ballooning แบบรอยแยกปริ ดังที่อธิบายไปแล้ว
• influx อาจจะมีนน. เบากว่า และ ความดัน น้อยกว่า น้ำโคลนไม่มาก
• ความคลาดเคลื่อนของเครื่องมือวัด
• แท่นลอยเคลื่อนไหวเพราะคลื่นลม ทำให้การวัดความดันไม่เป๊ะ
• หลุมก๊าซ หลุมร้อน และ ความดันสูงๆ (อ่าวไทยเราเลย) ก๊าซจะละลายเข้าน้ำโคลน (solute) ได้ง่าย ทำให้แยกยากว่าไผเป็นไผ

ดังนั้นมันก็ปวดหมองพวกเราอยู่ดี เมื่อต้องตัดสินใจโดยที่มีข้อมูลเท่าที่อธิบายมาข้างต้น

ยากมากที่บอกว่าไผเป็นไผ จนกว่าจะปิดหลุมแล้วปั๊มเอาน้ำโคลน หรือ/และ influx ก้นหลุมขึ้นมาส่องกันชัดๆที่ปากหลุม ด้วยวิธีตามตำรา well control

รับมือ

ปลอดภัยไว้ก่อน ว่าตามตำรา well control ถ้าหยุดขุดแล้วน้ำโคลนไหลกลับเยอะผิดปกติปุ๊บ ปิดหลุมปั๊ม แล้วปั๊มเอา สิ่งที่เราคิดว่าเป็น influx ขึ้นมาปากหลุม

วิธีปั๊มเอาขึ้นมาก็เลือกเอาระหว่าง driller method (ใช้น้ำโคลนนน.เดิม) กับ wait and weight method (ใช้น้ำโคลนหนักขึ้น)

ถ้าเป็นเอา influx ขึ้นมาส่องที่ปากหลุมแล้ว อ้าว … ไม่มีอะไรในกอไผ่ ก็แค่น้ำโคลนเดิมที่เพิ่มขึ้นมาก ฮ่วย ballooning นี่หว่า

Driller Method Well Control ตอน Driller Method เราทำกันอย่างไร

Well Control แบบเบื้องต้น ง่ายๆ ชิลๆ ตามผมมาครับ เข้าใจได้ไม่ยาก

ถ้าใช้ driller method (ใช้น้ำโคลนนน.เดิม) ก็ไม่มีอะไร นอกจากเสียเวลา

ถ้าใช้ wait and weight (ใช้น้ำโคลนหนักขึ้น) นอกจากเสียเวลาแล้ว ยังทำให้น้ำโคลนในหลุมเพิ่มขึ้นโดยไม่มีเหตุดันควร และ ถ้าน้ำโคลนหนักขึ้น พอขุดต่อไป (เพราะไม่มีอะไรในกอไผ่) หลุมก็จะ balloon ด้วยปริมาณที่มากขึ้นจริงป่ะ ก็หลุมมัน พอหนอ-ยุบหนอ หรือ ซึม มากขึ้นเนื่องจากน้ำโคลนหนัก

ถึงเราจะรู้ว่า อ๋อ ก็แค่ ballooning เราก็มักจะเพิ่ม นน.น้ำโคลนกันเหนียวเผื่อ เป็นแบบนี้ วนๆไป เพิ่ม นน.น้ำโคลนทุกรอบที่ wait and weight หรือ driller method จน น้ำโคลนหนักมากจนทำให้ชั้นหินแตก (fracture) เกิดปัญหา loss circulation (สูญเสียน้ำโคลนเข้าไปในชั้นหิน) ขึ้นมาซ้ำเติมอีก

ถ้าเอา influx ขึ้นมาปากหลุมแล้ว เจอก๊าซ ก็จะ เอ๊ะ อีกว่า เป็น connection gas (ก๊าซเข้ามาในหลุมเพราะ ECD หายไป ตอนหยุดขุดต่อก้าน) หรือเปล่า (ว่ะ)

ในทางปฏิบัติ

ปลอดภัยไว้ก่อนครับ ถ้าเห็นน้ำโคลนไหลกลับผิดปกติ ปิดหลุมไว้ก่อน แล้วทำตามขั้นตอน เว้นแต่ว่าชัวร์มากๆว่าเป็น ballooning

ไม่มีสูตรตายตัวครับ ลักษณะการ ballooning (characteristic) มันขึ้นกับพื้นที่นั้นๆ ขึ้นกับคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของหิน อุณภูมิ และ ความดัน พูดง่ายๆคือ มันมีความเป็น “เฉพาะที่” (localize) ระดับหนึ่งเลย

ดังนั้น การศึกษาจากหลุมเก่าๆที่เทียบเคียงได้ (offset well study) สำคัญมากๆ เราจะได้แยกออก อารมณ์ว่า … อ๋อ แถวนี้ชั้นหินมันเป็นแบบนี้ มันมีพฤติกรรมตอบสนองประมาณนี้

แต่ล่ะบ.ก็มีแนวทางรับมือที่แตกต่างกันไป ขึ้นกับ ประเภทของหลุม (สำรวจ/ ประเมิน/ พัฒนา) แท่นที่ใช้เจาะ (แท่นบก แท่นนอกชายฝั่งทะเล แท่นแบบลอย แท่นแบบขาตั้งถึงพื้นทะเล แท่นเจาะที่ยกไปตั้งบนแท่นผลิต ฯลฯ)

ซึ่งแต่ล่ะบ.ก็จะจัดทำแผนการแยก และ รับมือ (decision tree) ballooning ที่แตกต่างกันออกไป

ส่วนมาก ปัจจัย/ ตัวแปร หลักๆใน decision tree ก็คือ

• ปริมาณน้ำโคลนที่ไหลย้อนกลับมา
• เวลาที่อนุญาติให้รอก่อนจะปิดหลุมเพื่อปฏิบัติตามมาตราการ well control
• ประวัติการเกิด connection gas ของหลุม
• ประวัติการเกิด loss circulation ของหลุม
• Annulus pressure loss (ก็ความดันก้านเจาะที่ปากหลุมตอนที่ทำ SCR Slow Circulation Rate)
• SIDPP, SICP

ซึ่งผมจะไม่ลงรายละเอียดครับ เอาหลักการกว้างๆไปก่อนก็แล้วกัน มากไป จะยิ่งงง

สรุป

เป็นไงครับ ชีวิตพวกเรา จะว่ายากมันก็ยาก จะว่าง่าย มันก็พูดได้ไม่เต็มปาก เรามีวิธีจัดการ วิธีทำมาหากินของเราที่ไม่เหมือนใคร คุยกับใครก็ไม่ค่อยรู้เรื่อง นอกจากคุยกันเอง (ฮา)

ตอนหน้าจะมาเล่าว่าเราคำนวนได้ไงว่าปริมาณ influx ที่หลุมเรารับได้ นั้น กี่มาน้อย …

… โปรดติดตาม

• Facebook
• Twitter
• Line