Base fluid – ใช้อะไรได้ เพราะอะไร

• Facebook
• Twitter
• Line

Base fluid – ใช้อะไรได้ เพราะอะไร – ผมเป็นคนหนึ่งที่แจ้งเกิดด้วยวิชาชีพวิศวกรรม ทุกอย่างในการเลือกใช้เลือกทำจึงอยู่บนพื้นฐานเหตุผลทางวิศวกรรม … ซึ่งไม่ผิด แต่เมื่อแก่พรรษาขึ้น ผมพบว่า มีวิธีที่ดีกว่านั้น

วิธีนั้น คือ เศรษฐศาสตร์ หรือ ต้นทุนรวมของการเลือกใช้ ซึ่งไม่ใช่แค่เหตุผลทางวิศวกรรมอย่างเดียว เพราะที่สุดแล้ว ทำธุรกิจ ต้องมีกำไร ไม่ใช่ทำเอาเท่ห์เอามันส์

ต้องเอาต้นทุนทั้งหมดนอกเหนือจากเหตุผลทางวิศวกรรมมาคิดให้หมด เช่น ราคาเงื่อนไขตามสัญญา ค่าปรับ ค่าขนส่ง ค่าเก็บรักษา อายุการใช้งาน สต๊อกปัจจุบัน ส่วนลดจากปริมาณ การกำจัดของเสียจากการใช้งาน ฯลฯ

น้ำโคลน drilling mud drilling fluid คืออะไร มาทำความรู้จักกันครับ

Base fluid

Base Fluid คือ อะไร … มัน คือ ของไหล (รวมทั้งก๊าซด้วย เพราะบางกรณีเราใช้ อากาศผสมโฟมในการเจาะ) ที่เป็นส่วนหลักของน้ำโคลน

• อากาศ โฟม – ABM (Air Based Mud – ผมย่อเองนะ 555)
• น้ำ (น้ำจืด น้ำทะเล) – WBM (Water Based Mud)
• ของเหลวที่ไม่ใช่น้ำ – NADF (Non Aqueous Drilling Fluid – Aqueous แปลว่า น้ำ ก็ไม่รู้จะใช้ศัพท์หรูไปทำไม) ซึ่งก็ น้ำมัน (OBM – Oil Based Mud) กับ สารประกอบสังเคราะห์ (SBM – Synthetic Based Mud) นั่นแหละ

Drilling fluid circulation system รู้จักกับระบบไหลเวียนน้ำโคลน

อย่างที่เขียนไว้คราวก่อนๆว่า ไม่ต้องหรูหราหมาเห่า ตอบโจทย์ได้ จ่ายโดยรวมถูกสุดเป็นพอ 555

ถ้าชั้นหินและความดันในชั้นหินเราพอใช้อากาศเจาะได้ ก็ทำไมจะไม่ล่ะ (why not 555) ถูกตังค์ดีออก ผสมน้ำกับสารลดแรงตึงผิวถูกๆที่ไม่เป็นพิษกับสิ่งแวดล้อมตามกฏหมายของประเทศที่เราไปเจาะนิดหน่อย ก็จะกลายเป็นโฟม ประหยัดสุดๆ จริงไหม

แต่ถ้าใช้อากาศเจาะไม่ได้ ก็ใช้น้ำ

แท่นเจาะบก ก็ขุดหาน้ำเอาใต้ดิน ถูกที่สุด ถ้ามีไม่พอ ก็เอารถขนมา แท่นนอกชายฝั่งก็เอาน้ำทะเล ถ้าแท่นพวกแพ (barge) ที่อยู่ปากแม่น้ำ ก็น้ำกร่อยนั่นแหละ

แต่ก็ไม่ใช่ว่าเอามาใช้ได้เลย ก็เอามาตรวจสอบคุณสมบัติก่อนว่า มีความกระด้าง มีเคมีอะไร ที่ต้องบำบัดกำจัดก่อนเอาสารเคมีหลักของเราผสมลงไปไหม เช่น ถ้ามีกำมะถัน มี H2S กระด้าง (ปูน) เยอะไป ก็จัดการเสียก่อน

จาก raw water (น้ำดิบ) ก็กลายเป็น treated water (บำบัดแล้ว) แต่เชื่อเถอะ เราไม่บำบัดอะไรเยอะหรอกเปลืองตังค์

น้ำราคาถูกกว่าน้ำมัน และ สารสังเคราะห์แน่ๆ ดังนั้น ถ้าเราใช้น้ำกับชั้นหินของเราได้ ก็ก็จะพยายามใช้น้ำ

ปัญหาใหญ่ของการใช้น้ำขุด ก็คือ มันไปทำให้หินโคลน (clay stone) หินดินดาน (Shale) ที่ประกอบไปด้วย อนุภาคโคลน (clay molecule)ที่รักน้ำมาก พอเจอกันแล้วบวมอะหลึ่งฉึ่ง แล้วเจ้า หินดินดาน หินโคลน เนี้ย เป็นส่วนประกอบถึง 70% ของเปลือกโลก พูดง่ายๆ คือ ผมขุดไปตรงไหนก็เจอเจ้า 2 หินเนี้ย

ประวัติศาสตร์การใช้ น้ำโคลนในงานขุดเจาะ … (เรามาถึงจุดนี้ได้อย่างไร)

เราแก้ได้ 2 วิธี

• วิธีแรก ใส่เกลือลงไปในน้ำ ให้มีความเข้มข้นพอดี๊พอดีกับชั้นหิน ซึ่งก็นะ ยากมาก ใส่มากไป เค็มก็มีปัญหา ใส่น้อยไปก็จืด มีปัญหาไปอีกแบบ ปวดตับพะยะค่ะ
• วิธีที่สอง ใส่สารเคมีประเภทโพลิเมอร์ลงไปเพื่อให้ไปเคลือบอนุภาคโคลนไม่ให้สัมผัสน้ำ มันก็ไม่บวมน้ำ ปัจจุบันเทคโนโลยีโพลิเมอร์พัฒนาไปมาก บ.น้ำโคลนแต่ล่ะ บ. ก็มีสูตรเฉพาะของใครของมัน ก็ว่ากันไป

แต่ไม่ว่า จะเกลือ หรือ โพลิเมอร์ ก็มีปัญหาปวดตับเดียวกัน คือ เมื่อขุดไปลึกๆ ร้อนมากๆ น้ำจะร้อน แล้วความเข้มข้นของเกลือก็จะเปลี่ยนไป โพลิเมอร์ก็จะไม่เสถียร (สูญเสียคุณสมบัติการเคลือบอนุภาคโคลน)

ต่อให้โพลิเมอร์ดีอย่างไรก็ตาม ถึงความร้อนหนึ่ง (ความลึกหนึ่ง) ก็เกมส์โอเว่อร์อยู่ดี แต่ก็โชคดีที่ หลุมน้ำมันส่วนใหญ่ อุณหภูมิไม่สูงมากเหมือนหลุมก๊าซ การใช้น้ำ + เกลือ หรือ โพลิเมอร์ ก็พอถูไถใช้ขุดไปได้จนถึงชั้นหินแหล่งกักเก็บ

อย่างไรก็ตาม การใช้น้ำ + เกลือ หรือ โพลิเมอร์ ก็อาจจะทำให้เกิดปัญหาในการขุดบ้างไรบ้าง เพราะชั้นหินเรามันก็นะ คุณสมบัติเปลี่ยนไปเรื่อยๆ ก็จะเกิดปัญหาประปราย ทำให้เสียเวลา(เงิน)ในการขุดบ้างไรบ้าง

วิศวกรจึงต้องชั่งน้ำหนักระหว่างใช้ น้ำ + เกลือ หรือ โพลิเมอร์ ซึ่งราคาถูก แต่เสียเงินเสียเวลาแก้ปัญหาเบี้ยบ้ายรายทางบ้างไรบ้าง vs. เปลี่ยน base fluid เป็น น้ำมัน หรือ สารสังเคราะห์เสียเลย เอาชัวร์ ไม่มีปัญหาจุกจิก แต่จ่ายแพงกว่า

แน่นอนว่า จุดตัดสินใจคือ ประวัติการใช้งาน และ ราคาในการแก้ปัญหาที่ผ่านมา กับราคาผลิตภัณฑ์ในปัจจุบัน พิจารณาองค์รวมแล้วอะไรถูกกว่า ก็เลือกอันนั้นแหละ

น้ำมัน ถูกกว่า สารสังเคราะห์ (นึกถึงน้ำมันเครื่องรถยนต์ราคาแพงๆที่เป็นสารสังเคราะห์ synthetic oil) และ น้ำมันก็มีหลากหลายประเภทอีก จะใช้อะไรดีล่ะ หลักเกณฑ์เดิมครับ ราคารวมๆถูกไว้ก่อน 555

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

ถ้าประเทศนั้นๆให้ใช้ดีเซลได้ ก็ดีเซลนี่แหละ หลายประเทศก็ยังให้ใช้ได้อยู่ สารเคมีที่ใช้ผสม ก็จึงมีการประหยัดเนื่องจากขนาด ในการสั่งซื้อทั้งโลก (worldwide economy of scale) ดังนั้น เมื่อเอาราคาดีเซล + ราคาเคมีภัณฑ์ รวมกันมันก็เป็นทางเลือกที่ดี(ราคาถูก)ที่สุด

แต่ถ้าบางประเทศไม่ยอมให้ใช้ เพราะเหตุผลทางสิ่งแวดล้อม ก็ต้องอัพเกรดน้ำมันขึ้นไปตามกฏกติกาของประเทศที่เราไปทำมาหากิน

นี่ยังไม่พูดถึงเรื่องวิศวกรรมเลย เห็นไหมครับ ราคา กับ กฏหมาย มาก่อน อิอิ

ทีนี้สมมุติว่า น้ำมัน เอ กับ บี ราคารวมเคมีภัณฑ์(ที่ให้ได้คุณสมบัติที่ใช้งานได้)เท่ากัน ประเทศนั้นๆยอมให้ใช้ทั้งคู่ เราจะเลือกอะไร เอ หรือ บี

โดยมาก ปัญหานี้เกิดกับหลุมก๊าซที่ร้อนมากๆอย่างอ่าวไทยบ้านเรา อินโดฯ หรือ หลุมที่ขุดเพื่อเอาความร้อนใต้พื้นโลกมาใช้ (geothermal well)

มี 2 คุณสมบัติหลักๆที่ใช้ตัดเชือกกันครับ

1. 1 อุณหภูมิก้นหลุมสูงสุดที่น้ำมันนั้นๆจะเสถียรอยู่ได้ เช่น ก้นหลุมเรา 200 องศาซี น้ำมันเอเสถียรได้แค่ 180 องศาซี น้ำมันเอก็เกมส์ไป เอามาใช้ไม่ได้

เนื่องจากน้ำมันเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน คุณสมบัติของสารประกอบจึงขึ้นอยู่กับสารที่ประกอบมันขึ้นมา และ อัตราส่วนที่ประกอบกันขึ้นมา นั่นคือ ขบวนการผลิต การประกันคุณภาพ (QA QC) จะมีผลอย่างมากต่อความเสถียรที่อุณหภูมิต่างๆ

มีรายละเอียดเรื่องปัจจัยความสเถียรอีกเยอะ ผมขอล่ะไว้ไม่กล่าวถึงล่ะกัน มันจะวิทยาศาสตร์เกิ้น

1. 2 คุณสมบัติถัดมาก็คืออุณหภูมิวาบไฟ (flash point temperature) ประเด็นนี้เรื่อง safety ล้วนๆ

น้ำโคลนที่ขึ้นมาจากก้นหลุม จะร้อนจี๋ ก็ต้องมาดูว่า พอขึ้นมาถึงปากหลุมสดๆร้อนๆ อุณหภูมิมันจะเท่าไร ถ้าไปใกล้เคียงกับ อุณหภูมิวาบไฟ ก็จบเห่ ใช้ไม่ได้ จริงไหมครับ เดี๋ยวพรึ๊บพรั๊บๆ ติดไฟขึ้นมา แท่นเจาะฯก็กระจุยเท่านั้นเอง

น้ำมัน ก็คือ น้ำมัน มีองค์ประกอบล้านแปด ประเภทน้ำมันดิบ ขบวนการกลั่น การประกันคุณภาพ บลาๆก็มีผลกับ คุณภาพที่ได้ แต่ถ้าเราไม่สามารถหาน้ำมันที่มีคุณสมบัติที่เราใช้ได้ เราจะทำไง

สมมุติง่ายๆ ชั้นจะเอาแบบอุณหภูมิเสถียรสูงๆ และ จุดวาบไฟสูงๆด้วย เกิดมันไม่มีน้ำมันในธรรมชาติตอบโจทย์นี้ได้ไม่ว่าจะกลั่นอย่างไร หรือ ปรับการกลั่นได้ แต่ปริมาณที่เราจะใช้มันน้อยนิดเมื่อเทียบกับโรงกลั่นที่เขาต้องปรับแต่งกระบวนการผลิต ก็ไม่มีใครกลั่นมาขายให้

ทางออกสุดท้ายคือ สังเคราะห์ขึ้นมา แปลว่า ทำเทียมขึ้นมานั่นแหละ เอาเคมีนั่น ผสมเคมีนี่ ให้ตอบโจทย์เรา และ ผ่านกฏหมายสิ่งแวดล้อม ก็เหมือนน้ำมันเครื่องสังเคราะห์ราคาแพงหูฉี่ที่เราใช้เติมรถยนต์ราคาแพงๆนั่นแหละครับ

แน่นอนว่า น้ำมันสังเคราะห์ก็ต้องแพง แต่ทำไงได้ ถ้ามันจำเป็นต้องใช้ และ ดีดลูกคิดแล้วคุ้ม ก็ต้องจ้างทำขึ้นมาแหละครับ

เห็นไหมครับ เล่ามาทั้งหมด ปัจจัยวิศวกรรมนิดเดียว ปัจจัยใหญ่คือ ราคา และ กฏหมายที่อนุญาติให้ใช้ได้

โดยมาก เราก็ไม่ได้คิดใหม่ทำใหม่เท่าไรหรอกครับ เอาเข้าจริง เราก็ไปด้อมๆมองๆชะโงกดูว่า พื้นที่ข้างเคียง (offset wells) เขาใช้อะไร เราก็ลอกๆเอาเขามา แล้วปรับนิดๆหน่อยๆเท่านั้นแหละ พอเรามีประสบการณ์คุ้นเคยพื้นที่ระดับหนึ่ง คราวนี้จะคิดนอกกรอบ จะพลิกฟ้าคว่ำแผ่นดิน คิดใหม่ทำใหม่ ก็ไม่ว่ากัน

ส่งท้าย

การพิจาราณาว่าจะใช้ base fluid นั้น เราต้องคิดองค์รวม คือ รวมค่าเคมีภัณฑ์ที่ต้องใช้เพื่อให้ได้คุณสมบัติน้ำโคลนที่ต้องการด้วย ไม่ใช่ว่าตัวหลักราคาถูก แต่กินเคมีภัณฑ์เยอะเกิ้น หรือ ผสม ยากเกิ้น แถมช่วงเสถียรก็แคบเกิ้น (อ่อนไหวต่อ คุณภาพและปริมาณของเคมีภัณฑ์บางตัวเกินไป) พอรวมๆแล้ว เฮ้ย ไม่คุ้มว่ะ ยอมเปลี่ยนไปใช้อย่างอื่นดีกว่า

นอกจากนั้น อาจจะต้องเอาเรื่อง logistic มาคิดด้วย

เช่น ผู้ให้บริการ (mud companies) ในพื้นที่นั้นๆ เขาให้บริการประเภทนั้นๆอยู่กับ บ.น้ำมันในพื้นที่ แล้วเราหน้าใหม่ไป จะไปให้เขาให้บริการอย่างอื่นกับเรา เขาก็ต้องสร้างโน้นนี่ (infrastructure/ plant) และ ซื้ออุปกรณ์ต่างๆ หรือ เช่ารถขนส่งใหม่ไรใหม่ มันก็ไม่ฟรี เขาก็มาคิดกับ บ.น้ำมัน รวมๆแล้ว อาจจะแพงกว่า เออ ออ ไป ใช้ตาม บ.น้ำมันในพื้นที่ไปก่อน อาจจะเป็นทางเลือกที่ถูกที่สุดก็ได้

เหนื่อยล่ะ พอแค่นี้ก่อน ใครมีคำถามอะไรก็ฝากไว้ที่ comment ช่องความคิดเห็น ใต้โพสต์ในเว็บนี้ได้เลยครับ

• Facebook
• Twitter
• Line