Drillability EP6 – คุยเรื่องของแข็งไปแล้ว ทั้งหิน ทั้งก้านเจาะ มาคุยเรื่องของเหลวกันบ้าง …
ย้อนกลับไปสมการหากินเรา
WOB/พ.ท.ก้นหลุม + Dynamic Mud Weight (SG) x ความลึกในแนวดิ่ง (ม.) + (TQ x RPM)/(ROP x พ.ท.ก้นหลุม) ต้อง > CS ของหิน
สมการมี 3 พจน์ เราคุยไปแล้ว 2 พจน์ คือ WOB กับ TQ RPM ถึง EP นี้ก็ พจน์ที่ 3
เอาจริงๆ ในแง่ของการทำลายชั้นหิน พลังงานจากการไหลปะทะของน้ำโคลนมันน้อยมากเมื่อเทียบกับ WOB และ RPM แต่ผมเอามาใส่ไว้เพื่อความครบถ้วน ดังนั้นก็อย่าแปลกใจ ถ้าไปอ่านบางตำรา จะไม่มี พจน์นี้
ดังนั้น ในแง่ drillability ผมจะไม่พูดถึงพลังงานจากการไหลของน้ำโคลนมากนัก
Drillability EP6
Hydraulic
สมมุติว่า เราคำนวนแล้วว่าต้องใช้ อัตราการไหลของน้ำโคลน(คิดรวมผลของ ECD Equivalent Circulation Density แล้ว)เท่าไร และ ความดันที่ปลายหัวเจาะเท่าไร … จำได้ไหม อัตราการไหล x ความดัน ได้อะไร ก็ได้ กำลังงานไงครับ เอาเวลาไปคูณ เอาระยะทาง และ พื้นที่หน้าตัดหลุม ไปหาร ก็ได้ ความดันเป็นหน่วยเดียวกับ CS (Compressive Strength) ชั้นหิน
สมมุติว่าเรารู้ อัตราการไหล และ ความดันที่ปลายหัวเจาะที่ต้องการเพื่อให้ได้พลังงานไปรวมกับ อีก 2 พจน์ นั่น เพื่อทำลายชั้นหิน
คำถาม คือ แล้ว อัตราการไหล และ ความดัน ที่เราวัดได้ที่ปากหลุมควรเป็นเท่าไร เพื่อให้ได้ อัตราการไหล และ ความดันที่ปลายหัวเจาะที่ต้องการ
ง่ายๆก่อน อัตราการไหล เท่ากันเสมอ ไม่ว่าจะวัดที่ไหนในระบบท่อ (ความเร็วต่างหากที่ต่างกันไปตามพื้นที่หน้าตัดท่อ จริงไหม) ดังนั้น ถ้าเราต้องการอัตราการไหลที่ปะทะหินที่ปลายหัวเจาะเท่าไร เราก็ปั๊มลงไปเท่านั้นจากปั๊มน้ำโคลนเรา
Horizon Facilities Engineer Chevron 2012 ประสบการณ์สัมภาษณ์
ตัวปวดตับคือ ความดันนี่แหละ …
เพราะก้านเจาะเราก็ไม่ได้ใหญ่อย่างไม่จำกัด หลุมเราก็ยาว โค้งไปมา เศษหินอีกล่ะ ที่ต้องหอบผ่านช่องว่างวงแหวนระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุม (annulas) เอาขึ้นมาทิ้งปากหลุม ไหนน้ำโคลนก็มีน้ำหนัก และ ความหนืดของตัวมันเอง
ที่อัตราไหลหนึ่งๆ เราสูญเสียความดันไปจากหลายส่วน เช่น
1. จากปั๊มไปถึงปากหลุม
2. ภายในก้านเจาะจากปากหลุมถึงก้นหลุม
3. ปะทะชั้นหินที่ปลายหัวเจาะ
4. annulas ก้านเจาะ-ผนังหลุม
ตามกฏทรงพลังงาน
อัตราการไหล x ความดันออกจากปั๊ม =
อัตราการไหล x ความดันเสียไปจาก 1 +
อัตราการไหล x ความดันเสียไปจาก 2 +
อัตราการไหล x ความดันเสียไปจาก 3 +
อัตราการไหล x ความดันเสียไปจาก 4
(ไม่คิดอัตราการไหลก็ได้ เพราะมันเท่ากันนิ แต่ผมเขียนไว้เพื่อให้สอดคล้องกับกฏทรงพลังงาน)
Chevron Facility Technologist ประสบการณ์สัมภาษณ์
1, 2 และ 3 ไม่ยาก เพราะ 1. จากปั๊มถึงปากหลุม มันค่าคงที่ ผ่านท่อ ผ่าน top drive วาว์ล ต่างๆ โทรถาม บ. แท่นเจาะเอา อุปกรณ์เขานิ ส่วน 2. มีสูตรเบสิกๆ ID ก้านเจาะมันเท่ากันตลอด ความยาวหลุมก็รู้ นน. ความหนืด น้ำโคลนก็รู้ อัตราการไหลก็รู้ กูเกิลหาสูตรเอาเอง
ข้อ 3 ไม่ยาก เปิดตารางคู่มือหัวเจาะดูว่า หัวขนาดนี้ รุ่นนี้ใช้ท่อหัวเจาะ (nozzles) ขนาดนี้ ให้ hydraulic horse power เท่าไร ส่วนใหญ่ผมไม่หาเองหรอก โทรฯถามบ.หัวเจาะเอาง่ายกว่า
Hydraulic Horse Power (HHP) Calculation
ข้อ 4 นี่แหละ ปวดตับ เพราะพลังงานจะหายไปกับการหอบเศษหินขึ้นมาปากหลุม ซึ่งก็ขึ้นกับ ปริมาณเศษหิน (ขึ้นกับ ROP ความเร็วในการขุดหินอีกทีหนึ่งอีกต่างหาก) และ ขนาด รูปทรง ของเศษหิน ณ. เวลานั้นๆ … ก็ต้องพึ่งสมมติฐานกันระดับหนึ่งในการเสกล่ะ
คำนวนมือได้ครับ วิศวกรขุดเจาะเกือบทุกคน คำนวนมือได้ มันฟิสิกส์ดีๆนี่เอง แต่พอหลุม และ สมมุติฐานมันซับซ้อนขึ้น มันก็ลำบาก เหมือน drag นั่นแหละ ใช้ซอฟแวร์เอาดีกว่า ของ บ. services แหละ ไม่ฟรี แต่ก็มีให้ใช้ได้ ถ้าเราใช้บริการเขา
เอาล่ะ เมื่อเรารู้ 1 2 3 4 จับ รวมกัน เราก็รู้ว่า ความดันที่ปั๊ม และ ที่ก้านเจาะ ที่ปากหลุม สูงสุดเท่าไร
ถ้าปั๊มในตลาด ก้านเจาะในตลาด มีให้ซื้อ ให้เช่า ก็ขุดได้จ้าาาา
มีตัวอย่างแบบง่ายๆให้ดูตามภาพข้างล่างนะครับ …
