Continuous Circulation System

• Facebook
• Twitter
• Line

Continuous Circulation System (CCS) เป็นระบบที่ช่วยให้มีการไหลเวียนของน้ำโคลนอย่างต่อเนื่องในระหว่างการเจาะ แม้แต่ตอนต่อก้านเจาะ

ขอเล่าแบบสั้นๆสุดๆว่าเราเจาะกันอย่างไรก่อนนะครับ

เราเอาก้านเจาะก้านล่ะ 10 เมตร ต่อกัน 3 ก้าน พิงไว้กับ derrick เราเรียก 1 stand เราก็เอามาทีล่ะ stand ต่อกับ top drive (มอเตอร์) หย่อนลงไปเจาะ พอเจาะหมด 1 stand เราก็หยุด top drive หยุดปั๊มน้ำโคลน เอา stand ใหม่มาต่อ แบบนี้วนๆไป

อย่างที่เราทราบๆกันดีว่า ตอนขุดเราจะปั๊มน้ำโคลนลงไปในก้านเจาะ ไปออกที่หัวเจาะ เพื่อหล่อเย็นหัวเจาะ (Cooling) เพื่อให้กำลัง (Hydraulic power) และ เพื่อหอบเอาเศษหินที่เกิดจากการเจาะขึ้นมาปากหลุม

ถึงตรงนี้ มีสิ่งที่ต้องรู้ก่อนที่จะไปต่อ … ECD (Equivalent Circulating Density)

เวลาน้ำโคลนอยู่นิ่งๆในหลุม จะมีน้ำหนักกดชั้นหินอยู่ค่าๆหนึ่ง เราเรียกว่า MW (Mud Weight หรือ Density นั่นแหละ สิ่งเดียวกัน) ทีนี้ พอเราเปิดปั๊ม น้ำโคลนไหลออกจากปลายหัวเจาะ หอบเอาเศษหินไหลย้อนขึ้นผ่านช่องว่างระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุม (Annulus)

ทีนี้ล่ะ มันจะเกิดน้ำหนักเพิ่มขึ้นที่ก้นหลุม 2 ส่วน

ส่วนแรก มาจากแรงเสียดทานที่น้ำโคลนไหลใน Annulus

ส่วนที่สอง มาจากเศษหินที่อยู่ในน้ำโคลน เมื่อเอาแรง (ก็คือน้ำหนัก นั่นแหละ) 2 ส่วนนี้ ไปรวมกับ น้ำหนักน้ำโคลนตอนอยู่นิ่งๆ (MW) มันก็จะเป็นน้ำหนักเทียบเท่า หรือ น้ำหนักเสมือน ว่ามี MW ใหม่ขึ้นมาขณะที่ปั๊มน้ำโคลน

แต่เราไม่เรียกว่า MW ใหม่ เราตั้งชื่อมันว่า ECD (Equivalent Circulating Density)

ECD จะมากน้อยแค่ไหน ขึ้นอยู่กับอะไร

1. ช่องว่างระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุม ถ้าช่องว่างน้อย (ก้านใหญ่หลุมเล็ก) แรงเสียดทานก็มาก ECD ก็มาก
2. ถ้าเราเจาะเร็ว จำนวนเศษหินในน้ำโคลนที่หอบขึ้นไปก็เยอะ ถ้าเศษหินเยอะ มันก็หนัก ECD ก็มาก
3. ถ้าเราปั๊มเยอะ อัตราการไหลก็มาก แรงเสียดทานระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุมก็มากตามไปด้วย ECD ก็มาก
4. ความหนืดของน้ำโคลน (Viscosity) น้ำโคลนหนืดมาก แรงเสียดทานระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุมก็มากตามไปด้วย ECD ก็มาก

สรุปสั้นๆ ตอนไม่ปั๊ม ความดันในหลุมก็เท่ากับ MW (ความหนาแน่นน้ำโคลน) พอปั๊มปุ๊ม ความดันในหลุมก็เท่ากับ ECD ซึ่งจะมากกว่า MW เสมอ ส่วนจะมากกว่าเท่าไรนั้น ก็เป็นไปตาม 4 ปัจจัยหลักที่ว่านั่นแหละ

Continuous Circulation System

ผมจะไม่เน้นที่ระบบอุปกรณ์ทำงานอะไรอย่างไรนะครับ แต่จะเล่าให้ฟังว่าทำไม สถานการณ์ไหน จึงจำเป็นต้องใช้ระบบบนี้

ปกติแล้วในเวลาเราขุดหลุมลงไปเนี้ย มีเส้นความดันหลักๆอยู่ 2 เส้น เราเรียกกันติดปากว่า PPFG

PP – Pore Pressure คือ ความดันของของไหลในชั้นหิน

FG – Fracture Gradient คือ ความดันที่ทำให้ชั้นหินเสียโครงสร้าง พูดง่ายๆ คือ แตกหักพัง นั่นแหละ

ดังนั้น เวลาเราขุดหลุม ความดันในหลุมไม่ว่าจะเนื่องจากอะไรก็ตาม จะต้องอยู่ระหว่าง 2 ค่านี้ พูดภาษาบ้านๆ PP คือ ขีดจำกัดล่าง FG คือ ขีดจำกัดบน

ทีนี้ ในบางชั้นหินเรามักสูญเสียน้ำโคลน (Loss Circulation) ก่อนที่ชั้นหินจะแตก ทำให้เราขุดต่อไม่ได้ ขีดจำกัดบนของเราเลยเขยิบลงมาเป็น LG (Loss Gradient)

ช่องว่าง (window) ของความดันที่เราใช้ควบคุมหลุมระหว่างเจาะก็จะแคบลงเป็น PP – LG เท่านั้น ดูรูป

ในภาวะปกติๆ ชั้นหินทั่วๆไป ช่องว่างนี้กว้างพอที่เราจะใช้ระบบไหลเวียนน้ำโคลนแบบปกติ คือ ระหว่างขุด เปิดปั๊ม ECD ก็อยู่ใน PP-LG ตอนต่อก้าน ปิดปั๊ม MW ก็ยังอยู่ใน PP-FG ดูรูป

จะสังเกตุว่า ตราบใดที่ช่องว่าง PP-LG ใหญ่กว่า ช่องว่าง MW-ECD เราก็ขุดของเราไปปกติๆ ไม่มีปัญหาอะไร

โลกเรามักมีความท้าทายใหม่ๆเสมอๆ ในบางชั้นหินบางแหล่ง ช่องว่าง PP-LG แคบกว่า ช่องว่าง MW-ECD นั่น คือ ตอนปิดปั๊ม ต่อก้านเจาะ MW อยู่ระหว่าง PP-LG ไม่มีปัญหา แต่พอเปิดปั๊ม อ้าว ECD ทะลุ LG ไปแล้ว น้ำโคลนรั่วออกจากหลุม ดูรูป

วิธีแรกที่เราทำ คือ พยายามลด ECD ใช่ป่ะ ขุดให้ช้า ปั๊มให้ช้า ใช้ก้านเจาะเล็กๆ น้ำโคลนใสๆไม่หนืด ว่าไปตามสูตร แต่จนแล้วจนรอด ECD ก็ยังทะลุอยู่ดี

วิธีหนึ่งที่เราทำได้ คือ ผสมน้ำโคลนให้ MW น้อยกว่า PP แล้วพอเราเปิดปั๊มขุด ECD ก็จะเขย่งขึ้นมาอยู่ ระหว่าง PP-LG อ้าว แต่เราต้องต่อก้านเจาะนิด พอปิดปั๊ม ECD ก็กลายเป็น MW ซึ่งน้อยกว่า PP ก็ไม่ได้อีก เพราะของไหลในชั้นหินก็จะเฮโลเข้ามาในหลุม

นี่ไงครับ ที่มีคนทำระบบที่ไหลเวียน้ำโคลนตลอดเวลาแม้ตอนต่อก้านเจาะออกมาขาย … ถ้าเราเอาระบบนี้มาใช้ แปลว่าตลอดเวลาที่เจาะ และ ต่อก่อน ในหลุม ก็จะมองเห็น ECD ตลอดเวลา ดูรูป

ไม่ได้ค่าโฆษณานะ แต่เอาคลิปของยี่ห้อหนึ่งมาให้ดูกันว่าระบบนี้แนวคิดการทำงานและอุปกรณ์คร่าวๆเป็นอย่างไร

คำถามต่อไป พอขุดถึงความลึกที่ต้องการ (TD) แล้ว จะถอนก้านกันอย่างไร เพราะต้องปิดปั๊มยาวเลย ECD ก็จะเป็น MW

เอาแนวคิดไปก่อนล่ะกัน ทำจริงๆมันก็ยากอยู่ คืองี้ ค่อยๆปั๊มช้าลงๆ เส้น ECD จะค่อยๆขยับจากขวามาทางซ้าย ผสมน้ำโคลนให้หนักขึ้นๆ เส้น MW ก็จะขยับไปทางขวา โดยทำเป็น ขั้นๆ (step) ช่องว่างระหว่าง MW-ECD ก็จะแคบลงๆ เราสามารถคำนวนได้นิว่า MW สุดท้ายหยุดปั๊มต้องอยู่ใน PP-LG ใช่ไหมล่ะ ก็ตรงนั้นแหละพอดีที่ปิดปั๊มแล้วถอนก้านได้อย่างปลอดภัย

พูดง่ายเนอะ ตอนทำก็ต้องคำนวนแหละว่า ครั้งแรก ลดปั๊มลงเท่าไร ครั้งที่สอง เพิ่มน้ำหนักน้ำโคลนเป็นเท่าไร ครั้งที่สาม ลดปั๊มลงอีกเท่าไร ครั้งที่สี่ เพิ่มน้ำหนักน้ำโคลนอีกเท่าไร … วนๆไป ถ้าคำนวนดีๆ ทำประมาณ 2 – 3 ครั้ง ก็จบแล้ว

เวลาทำงานจริงๆนั้น เรามักใช้ระบบ CCS คู่กับ MPD (Manage Pressure Drilling) ถ้าช่องว่างระหว่าง PP-LG มันน้อยมากๆจริงๆ เพราะ MPD สามารถความคุมแรงดันในหลุมในแม่นยำและปรับให้มากน้อยได้รวดเร็ว ไม่เหมือน MW ที่เวลาจะปรับก็ต้องไปผสมผงหิน (barite) หรือ ตัดผงหินออก (Centrifuge) เสียเวลาเป็น ชม.ๆ MPD ทำได้แค่ปลายนิ้วจิ้่ม

Managed Pressure Drilling MPD คืออะไร ทำงานอย่างไร จำเป็นไหม
https://nongferndaddy.com/manage-pressure-drilling-mpd/

นอกจากประโยชน์ของ CCS ในกรณีที่ช่องว่างระหว่าง PP-LG แคบมากๆแล้ว ประโยชน์ผลพลอยได้อีกอย่าง คือ เพิ่มประสิทธิภาพการล้างหลุม (hole cleaning) เนื่องจากน้ำโคลนไหลตลอดเวลา ดังนั้นเศษหินก็จะโดนหอบขึ้นมาปากหลุมอย่างต่อเนื่อง ไม่ขึ้นๆแล้วหยุดตกย้อนลงมาตอนปิดปั๊มต่อก้าน แล้วค่อยหอบขึ้นไปใหม่ตอนเปิดปั๊ม ซึ่งจะทำให้มีเศษหินตกค้างอยู่ในหลุม

ประโยชน์ในเรื่องล้างหลุมนี้จะเห็นได้ชัดในกรณีที่การล้างหลุมเป็นเรื่องสำคัญมากๆ เช่น หลุมเอียงมากๆ เพราะถ้าหยุดปั๊มต่อก้านเจาะ เศษหินก็ร่วงกลับ ยักแย่ยักยัน โยโย่ กัน หลุมไม่สะอาดสักที พอไม่สะอาดมากๆ ก็พาลจะทำให้ก้านติดเอา

เอาล่ะ น่าจะพอได้ความรู้อะไรติดไปบ้างเล็กๆน้อยๆนะครับ … บาย

---

• Facebook
• Twitter
• Line