Dynamic Formation Integrity Test: Why and How

• Facebook
• Twitter
• Line

Dynamic Formation Integrity Test: Why and How – ก่อนอื่นไปรู้จัก Formation Integrity Test (FIT) ก่อนเลย จะได้รู้ว่าเรากำลังพูดเรื่องอะไรกัน

SBT FIT LOT มันคืออะไร ต่างกันอย่างไร รู้ไปทำไม ช่วยอะไรเราได้

สรุปอีกทีสั้นๆ เราทำ FIT เพื่อที่จะแน่ใจว่า น้ำหนักน้ำโคลนที่เราจะใช้ขุดช่วงหลุมต่อไปนั้นไม่ทำให้ชั้นหินรั่ว (loss circulation) หรือ แตก (fracture)

โดยเรามีสมมุติฐานที่สำคัญๆอยู่ 2 -3 ข้อ

• ชั้นหินที่อยู่ลึก จะแข็งกว่าชั้นหินที่อยู่ตื้น
• ชั้นหินที่อยู่ตื้น จะเปราะบางกว่าที่อยู่ลึกลงไป
• ถ้าจะรั่วหรือแตก ชั้นหินที่อยู่ตื้นจะ รั่วหรือแตกก่อน
• เราคำนวนความดันที่พิ่มขึ้นขณะขุดเนื่องจากปั๊มน้ำโคลน (ECD – Equivalent Circulation Density) แม่น ตลอดช่วงที่จะขุดต่อไป แล้วเราได้รวมเอาไว้ใน FIT แล้ว

เมื่อเรามั่นใจ 4 ข้อนี้ เราก็จัด FIT ที่ชั้นหินใต้ท่อกรุ ก่อนจะขุดชั้นถัดไป เพราะถ้ามันจะรั่ว หรือ แตก มันจะรั่วหรือแตกที่ใต้ท่อกรุนั่นแหละ เพราะตรงนั้นเปราะบางที่สุด ขุดต่อลึกลงไปก็สบายมา เพราะชั้นหินยิ่งลึกยิ่งแข็ง

Dynamic Formation Integrity Test: Why and How

ปัญหามันอยู่ตรงนี้แหละครับ บางชั้นหิน บางหลุม สมมุติฐาน 4 ข้อนั้น ไม่จริง ชั้นหินมันไม่ยิ่งลึกยิ่งแข็งอย่างที่เราคิด มันมีสาเหตุทางธรณีของมัน เช่น รอยเลื่อน (fault) ชั้นหินทับแน่นมาก (over compaction) และ อื่นๆอีกมาก ที่ทำให้ความดันในชั้นหินน้อยลงกว่าที่ควรจะเป็น หรือ แม้แต่ตัวชั้นหินเองที่พรุน ร่วน ผิดปกติ

อีกประการหนึ่ง คือ เราคำนวน ECD ไม่แม่น ก็แหม ปัจจัยล้านแปดที่มีผลต่อ ECD เราก็สมมุติฐานและคำนวนได้ระดับหนึ่ง เอาจริงๆ มันก็ไม่แป๊ะ และ ถ้าเราไปขุดชั้นหินที่มีช่วงห่างระหว่างความดันชั้นหินกับความดันที่จะทำให้รั่วหรือแตก น้อยมากๆ ECD กระชากหน่อย ก็ทะลุแล้ว

ECD คือ อะไร ขี้เกียจอธิบายตรงนี้ ยาว ไปอ่านเอาในนี้

Managed Pressure Drilling MPD คืออะไร ทำงานอย่างไร จำเป็นไหม

Balloon Loss Circulation Fracture Kick Blowout อะไรเป็นอะไรกันแน่

ที่นี้ สมมุติว่า เราขุดไปด้วยความมั่นในใน FIT ที่เราทำ แล้ว อ้าว หลุมรั่วขณะขุด แต่พอหยุดขุด ไม่รั่ว แสดงว่า ความดันที่เกิดจากน้ำโคลนขณะขุดมันทำให้รั่ว และ มันก็ไปรั่วที่ก้นหลุมด้วย ไม่ได้รั่วตื้นๆใต้ท่อกรุตรงจุดที่เราทำ FIT เอาไว้ แปลว่า ชั้นหินลึกลงไปเปราะบางกว่าชั้นหินที่ตื้นกว่า (จะเพราะอะไรก็ช่างเถอะ เห็นหลักฐานอยู่ตำตา)

แล้วเราก็จะเอ๊ะว่า แล้วตอนทำซีเมนต์ล่ะ เราต้องปั๊มซีเมนต์หนักๆออกจาจากปลายท่อกรุ แล้วหลุมจะรั่วไหมน้า

ดังนั้นเราจะต้องรู้ให้ได้ว่า FIT ใหม่ ของชั้นหิน ณ.จุดความลึกนั้น (ไม่ใช่ใต้ท่อกรุอีกต่อไป) ในขณะที่ขุดจริงๆ เป็นเท่าไร เพื่อที่จะวางแผนขุดต่อได้และทำซีเมนต์ได้ด้วย (หรือไม่ได้ ต้องลงท่อกรุเดี๋ยวนี้เลย)

เราจึงต้องทำ FIT ขณะขุด หรือ ที่เรียกว่า Dynamic FIT

วิธีทำก็ไม่ยากปิด annular BOP ที่ปากหลุม น้ำโคลนที่ย้อนขึ้นมาก็ให้ไปออกที่ choke line หรือ kill line ไปลงบ่อน้ำโคลนบ่อใดบ่อหนึ่ง โดยปั๊มน้ำโคลนจากบ่อเดียวกันนั้นลงหลุม

นึกภาพตามนะ ระบบ ก็จะเป็นระบบปิด ถ้าหลุมไม่ยาวขึ้น ระดับน้ำโคลนในถังจะเท่าเดิม ถูกไหม เพราะเราปั๊มออกจากถังเดียวกับที่ไหลย้อนกลับคืน

ถ้าหลุมยาวขึ้น ระดับน้ำโคลนในถังก็จะลดลงเป็นสัดส่วนกันกับความยาวหลุมที่เพิ่มขึ้น

แล้วเราก็ออกแรงขุด คือ ปั๊มน้ำโคลนด้วยอัตราการไหล(LPM – Liter Per Minute) จริง หย่อนน้ำหนักลงบนหัวเจาะ (WOB – Weight On Bit) หมุนกานเจาะ (RPM) สร้าง เศษหินจากการเจาะ (cutting) ขึ้นมาจริง มี Rate Of Penetration (ROP) จริง ก้นหลุมก็จะมี ECD จริง หลุมก็จะยาวขึ้นจริง

ถ้าหลุมรั่วที่ LPM ROP นั้นๆ ระดับน้ำโคลนในถังจะลดลงไม่เป็นสัดส่วนกับความยาวหลุมที่มากขึ้น ซึ่งคำนวนวัดได้ คณิตศาสตร์บ้านๆเด็กๆ ก็จะรู้ว่า รั่วไปในชั้นหิน กี่ ลบ.ม ต่อนาที หรือ ต่อ ชม.

แล้วก็ เปลี่ยนค่า LPM RPM WOB เพื่อให้ได้ ROP ใหม่ ทำไปหลายๆแบบ เพื่อจะดูว่า แบบไหน พอขุดไปได้ โดยที่ไม่รั่วมาก คือ พอรับได้ และ ความดันเท่าไร ที่ทำให้รั่ว เอาไปคำนวนดูซิว่าตอนทำซีเมนต์จะรอดไหม แล้วค่อยตัดสินใจว่าจะทำไงกันต่อดี จะไปต่อไหม ไปต่อได้อีกไกลไหม หรือ พอแค่นี้ ต้องเอาท่อกรุลงแล้วล่ะ

โดยมากเราก็เริ่มจาะ ชิลๆก่อน ใช้ LPM สักค่าหนึ่ง เช่น 80% ของอัตราการไหลที่ใช้ขุดจริงๆ RPM = 0 WOB = 0 ROP = 0 เพื่อจะดูว่าแบบเบาะๆ ยังจะรั่วไหม มีแต่ปั๊ม ไม่มีเศษหิน แล้วค่อยๆไล่ใส่ค่าต่างๆขึ้นไป

ฟังเหมือนง่ายเนอะ แต่ทำจริง วุ่นวายมาก เพราะต้องเปิดๆปิดๆ BOP เปิดๆปิดๆวาว์ลในระบบบไหลเวียนน้ำโคลน ต้องลองขุดไปสักพัก ถึงจะรู้ว่ารั่วไม่รั่ว เพราะระดับน้ำโคลนมันลดลงไม่ชัดนัก โดยเฉพาะถ้าถังมีพื้นที่หน้าตัดถังใหญ่

มิหน่ำซ้ำ ถ้าชั้นหินเปลี่ยนแปลงบ่อย ที่ทำเอาไว้เมื่อ 50 เมตรที่แล้ว อาจจะใช้ไม่ได้แล้วก็ได้

ถ้าต้องทำบ่อยๆ เสียเวลาตายเลย

ดังนั้น ในหลุมที่เราคาดเดาไว้ว่าจะต้องทำ Dynamic FIT เรามักจะติดอุปกรณ์ที่เรียกว่า RCD – Rotating Control Device ซึ่งก็คือ Annular BOP ตัวเล็กๆที่ปิดรอบก้านเจาะแล้วสามารถหมุนก้านเจาะ เจาะ ไปได้ด้วย

แล้วก็ไปเช่า Coriolis Mass Flowmeters มาวัดอัตราการไหลของน้ำโคลนที่ออกจาก RCD (จะได้ไม่ต้องไปคอยวัดระดับน้ำโคลนในบ่อน้ำโคลน) แล้วเทียบกับอัตราการไหลเข้าของปั๊มน้ำโคลน (Pump in flow rate)

ดูรูปเอาละกัน Coriolis Mass Flowmeters ส่วนมากจะมาพร้อม ชุดวาว์ล เป็น manifold

บางคนก็จะบอกว่า ต้องใช้ MWD ซิ … คือ กลับไปดูคลิปนี่ก่อน

RCD และ Coriolis Mass Flowmeter เป็น hardware ส่วนหนึ่งเท่านั้นของ ระบบ MPD ทั้งหมด ที่ประกอบไปด้วย อุปกรณ์ software และ คน รวมแล้วหลายตังค์

ถ้าต้องการเพียงจะทำ dynamic FIT ก็เช่า RCD และ Coriolis Mass Flowmeter มาก็พอ ถูกกว่าเยอะ

ที่นี้ส่วนมากปัญหาที่เราต้องทำ Dynamic FIT มันมักจะมาพ่วงกับ ช่วงความดันแคบ (narrow pressure window) ซึ่งจำเป็นต้องใช้ MPD แบบเต็มสูบ ดังนั้น เราจึงคิดว่า มันจำเป็นต้องมาด้วยกัน Dynamic FIT = MPD ซึ่งไม่จริง

narrow pressure window คือ อะไร ขี้เกียจอธิบายตรงนี้ ยาว ไปอ่านเอาในนี้ –> Managed Pressure Drilling MPD คืออะไร ทำงานอย่างไร จำเป็นไหม

แต่ก็ไม่เสมอไปที่ความต้องการทำ Dynamic FIT จะมาคู่กับปัญหา narrow window ก็มีบ้าง ที่ไม่ได้แพ็คคู่กันมา

ถ้าทำไม่บ่อย ปัญหาไม่มาก ก็ปิดเปิด BOP เอา

ถ้าทำบ่อยหน่อย pressure window ไม่ได้แคบจริงๆ ก็เช่า RCD และ Coriolis Mass Flowmeter ก็พอไหว

ถ้ามีเงินเยอะ อยากจ่ายก็จ่าย MPD ทั้งชุดก็ไม่ว่ากัน แต่ถ้าคิดเยอะหน่อย มีหลักการ มีวิชาหน่อย ก็ไม่จำเป็นต้องเล่นใหญ่ จำเป็นแค่ไหนก็ใช้(จ่าย)แค่นั้น

ขุดให้ได้หลุม วิศวกรไหนๆก็ขุดได้ ใช้เงินขุด ขุดแบบเสี่ยสั่งลุย แต่ถ้าขุดให้ประหยัด ขุดแบบพอเพียงๆ ไม่ใช่วิศวกรทุกคนขุดได้ เพราะต้องใช้สมองขุด

---

• Facebook
• Twitter
• Line