Hole cleaning ปัญหาปวดตับ ขุดหลุมนอน ตอนที่ 1

• Facebook
• Twitter
• Line

Hole cleaning ปัญหาปวดตับ ขุดหลุมนอน ตอนที่ 1 – ติดค้างไว้ตอนท้ายของการขุดหลุมนอน (Basic horizontal well design ออกแบบหลุมนอนเบื้องต้น) ว่าจะเอาเรื่องความท้ายทายทางเทคนิคของการขุดหลุมนอนมาฝากเป็นน้ำจิ้ม

https://nongferndaddy.com/basic-horizontal-well-design/

วันนี้จะเอาเรื่องการทำความสะอาดหลุมมาคุยกัน

แปลแบบนี้ก็คงงงๆ ผมจงใจเองให้งง เพราะกำลังจะบอกว่า หลายๆครั้งที่เราจำเป็นต้องทับศัพท์ไป แปลแล้วมันจั๊กกะเดียม

hole cleaning คือ การเอาเศษหินที่ได้จากการขุดเจาะออกไปจากหลุม โดยใช้น้ำโคลนพัดพาหอบเอาขึ้นไปปากหลุม

Hole cleaning

ปัญหาปวดตับ ขุดหลุมนอน ตอนที่ 1

hole cleaning สำคัญอย่างไร … ตอบแบบกำปั้นทุบดินเลย ถ้าเราขุดหลุมอะไรสักหลุม เอาว่า ขุดหลุมปลูกต้นไม้สักต้น เราก็ต้องเอาดินที่เราขุดขึ้นมาใช่ไหม ถ้าเราไม่เอาเศษดินขึ้นมา เป็นไปไม่ได้เลย ที่เราจะได้หลุมอย่างใจ

การขุดหลุมปิโตรเลียมก็ไม่ต่างกันครับ เพียงแต่เราไม่ได้ใช้จอบ ใช้เสียม เราใช้หัวเจาะ และ ใช้ระบบการไหลเวียน้ำโคลนหอบเอาเศษหินที่ได้จากการเจาะขึ้นมาปากหลุม ร่อนเอาเศษหินออก แล้วก็เอาน้ำโคลนเดิมนั่นแหละ ปรุงแต่งคุณสมบัติเสียหน่อยแล้วก็ปั๊มกลับลงไป วนๆไปแบบนี้

Rheology

ก่อนไปคุบเรื่อง hole cleaning เรามารู้จักคำว่า rheology กันหน่อย ไม่รู้ว่าผมโง่หรืออย่างไร ผมใช้เวลานานมากกว่าจะเข้าใจคำนี้

high rheology – low rheology เราจะได้ยินวิศวกรกรน้ำโคลน หรือ วิศวกรหลุมเจาะ พูดกันบ่อยๆ พอมีคำวิเศษณ์ สูง หรือ ต่ำ มาขยาย ผมก็พาลจะไปคิดขึ้นคุณสมบัติทางฟิสิกส์เชิงเดี่ยว ที่มี มาก-น้อย สูง-ต่ำ เช่น มวล ความเร่ง ปริมาตร ฯลฯ

ถ้าไปค้นความหมายดูจริงๆจังๆ คำนี้มันแปลว่า “study of the flow of matter”

มันไม่ใช่คุณสมบัติทางฟิสิกส์ของสสารด้วยซ้ำ แล้วมันจะมี สูง-ต่ำ มาก-น้อย ได้อย่างไร ผมใช้เวลานานมาก ถามไถ่ผู้รู้ กว่าจะเข้าใจว่า อ๋อ จริงๆ สูง ต่ำ ที่ว่านั้นคืออะไร

ผมเทียบอย่างนี้ล่ะกัน ผู้ชายคนนี้ “กำยำล่ำสัน” มากกว่าคนนั้น

คำว่า “กำยำล่ำสัน” นั้น เราไม่ได้พูดถึง คุณสมบัติทางกายภาพของผู้ชายคนนี้แค่มิติเดียว เช่น น้ำหนักอย่างเดียว ส่วนสูงอย่างเดียว เส้นรอบพุงอย่างเดียว รอบอกอย่างเดียว

เราพูดถึงทุกๆอย่างรวมกันนั่นแหละ จะเรียกว่าเป็นดัชนีรวมก็ได้

อีกตัวอย่างที่อาจจะชัดเจนขึ้น เช่น ผู้หญิงคนนี้ เซ็กซ์ซี่ดี หรือ สุขภาพดี เราก็จะมีมิติอื่นๆเข้ามาร่วมด้วย เช่น ค่าไขมัน น้ำตาลในเลือด ความสั้นยาวของสายตา ความไวของหูต่อการได้ยินความถี่ที่เหมาะกับวัย บลาๆ

ฉันใดก็ฉันนั้น น้ำโคลนมีคุณสมบัติทางกายภาพ (ทั้ง static และ dynamic) มากมาย เช่น ความหนาแน่นความหนืดพลาสติก (PV Plastic Viscosity) ความหนืดเจล (Yp หรือ Gel Strength) อุณหภูมิ อัตราส่วนของสารเคมีต่างๆ และ อัตราการไหล

ที่ของไหลมันปวดตับกับเรามากกว่าของแข็ง ก็เพราะมันไหลได้นี่แหละ

อัตราการไหลมันจะไปกระทบกับคุณสมบัติต่างๆขณะที่มันไหล ไม่เหมือนของแข็ง วางไว้ตรงไหน มันก็จุ่มปุ๊ก อยู่ตรงนั้น คุณสมบัติมันไม่เปลี่ยนแปลง

Rheology จึงเป็นคุณสมบัติทั้งหมดนั่นแหละของของไหลตอนที่มันเคลื่อนที่ที่อัตราการเคลื่อนที่ต่างๆกันไป

ถ้าไหลช้ามันอาจจะหนืดแบบหนึ่ง หนักแบบหนึ่ง อุณภูมิแบบหนึ่ง แต่ถ้าของไหลเดิมแหละ ให้มันไหลเร็วขึ้นหรือช้าลง คุณสมบัติทางฟิสิกส์ที่ว่ามามันก็ไม่เท่าเดิม อาจจะเปลี่ยนแปลงไปอาจจะเชิงเส้น (เป็นสัดส่วนตรง) หรือ ไม่เชิงเส้นกับอัตราการไหลก็ได้อีกเช่นกัน

You can’t blame gravity for falling in love

ไม่เกี่ยวกับเรื่องที่จะพูดเท่าไร แค่มีคำว่า gravity (แรงโน้มถ่วง) ที่ผมจะพูดถึง แต่เห็นว่าปู่ไอสไตน์ว่าไว้เท่ดี เลยยกมาจั่วไว้งั้นแหละ 555

หลับตานึกภาพแป๊บ มโนตามผมไปนะ

หลุมตรงๆดิ่งๆ น้ำโคลนกำลังหอบพาเศษหินขึ้นมาทางช่องว่างระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุม (ยาวอ่ะ ต่อไปนี้ขอเรียกว่า annulas นะ) พอผมหยุดปั๊มน้ำโคลน จะเกิดอะไรขึ้นกับเศษหิน

… แรงโน้มถ่วงก็จะดึงให้เศษหินมันตกปุ๊ลงไปก้นหลุม ใช่ไหม จะตกช้าตกเร็ว มันก็ตกล่ะ

ถ้าหลุมนอนๆ ระนาบไปกับพื้นโลก เหตุการณ์เดียวกัน พอผมหยุดปั๊มน้ำโคลน จะเกิดอะไรขึ้นกับเศษหิน …

แรงโน้มถ่วงก็จะดึงให้มันตกปุ๊ลงไป แต่จะไปไหน มันไม่ตกปุ๊ไปที่ก้นหลุม ใช่ไหมครับ มันก็ตกลงไปนอนอยู่ด้านล่างของหลุม พูดง่ายๆคือ ตกลงไปตามเส้นผ่าศูนย์กลางของหลุม ไม่ใช่ตกลงไปตามแนวยาวของหลุม ระยะตกก็คงสั้นๆ อย่างเก่งก็เท่ากับระยะเส้นผ่าศูนย์กลางหลุมนั่นแหละ แป๊บเดียวก็คงตกถึงด้านล่างของหลุม

ถามแบบกวนๆ แล้วผมจะหยุดปั๊มน้ำโคลนทำพรือ ก็อย่าหยุดปั๊ม(ซิว่ะ)ก็ไม่มีปัญหา …

เออ … แบบว่า ตอนนี้เรายังหาวิธีต่อก้านเจาะโดยไม่หยุดปั๊มไม่ได้อ่ะ 555 ใครคิดได้นะ พูดเลย เป็นมหาเศรษฐี บอกผมคนแรกนะ จะลางาน จดสิทธิบัตร และ ไปตั้งบ.ด้วย เลย

ผมยกกรณีสุดโต้ง เพื่อที่จะบอกว่า 2 กรณีนั้น เราปรุงน้ำโคลนให้กลมกล่อมรับมือได้ไม่ยาก หมายถึงไม่ให้เศษหินร่วงลงมาเร็วนักตอนช่วงเราหยุดปั๊มน้ำโคลนเพื่อต่อก้าน สมมติง่ายๆ ในกรณีหลุมตรง เราใช้สูตรผสม rheology A ในกรณีหลุมนอน เราใช้สูตรผสม rheology B (ก็ระยะเศษหินร่วงลงมามันไม่เท่านั้นนิ)

พูดง่ายๆหลุมนอน เราต้องการเจล (Yp – คิดถึงเจลใส่ผล) มากๆหนืดๆ เพราะระยะร่วงมันสั้น ต้องการให้น้ำโคลนพยุงเศษหินไว้ให้เร็วสุดเมื่อหยุดปั๊ม

แต่ข้อเสียของน้ำโคลนที่เจลหนืดๆ คือ ตอนสตาร์ทปั๊มอีกทีต้องใช้แรงดัน(พลังงานเยอะ) และ ความดันก้นหลุมมันจะกระชาก (surge) อาจจะทำให้ชั้นหินแตก (fracture) หรือ รั่ว สูญเสียน้ำโคลน (loss circulation) แต่ด้วยความที่ว่าหลุมนอน แรงโน้มถ่วงมันไม่มาก น้ำหนักน้ำโคลนไม่ได้กดลงตรงๆตามแนวดิ่งของหลุมแบบหลุมตรง แรงกระชากที่ก้นหลุมจึงไม่เยอะ

พูดง่ายๆคือ ปั๊มไม่ต้องออกแรงยกน้ำโคลนทั้งหลุม แค่เอาชนะแรงเฉื่อยก็พอแล้ว

แต่ถ้าหลุมตรงๆดิ่งๆ น้ำหนักน้ำโคลนมันอยู่ในแนวดิ่ง เราปรุงน้ำโคลนแบบเจลหนืดๆแบบนั้น ตอนสตาร์ทปั๊ม กระชากตายเลย เพราะปั๊มต้องเอาชนะน้ำหนักน้ำโคลนทั้งหลุมเพื่อจะทำให้น่้ำโคลนขยับ เราไม่ต้องการเจลหนืดขนาดนั้น เศษหินร่วงเร็วหน่อยได้ไม่ว่ากัน เพราะระยะร่วงมันเยอะ กว่าจะไปถึงก้นหลุม เราต่อก้านเสร็จก่อนแหง๋มๆ

จะเห็นว่า สูตร A กับ สูตร B นี่ มันคนล่ะเรื่องกันเลย

แต่ถ้าหลุมมันเอียงมากๆนี่ดิ ปวดตับ เพราะจะใช้ สูตร A ก็ไม่ได้ สูตร B ก็ไม่ดี ต้องใช้สูตรลูกผสม ก็ว่ากันไป เพราะความเอียงแต่ล่ะช่วงองศาก็ต้องการน้ำโคลนที่กลมกล่อมแตกต่างกัน

นอกจากนี้อีกปัญหาหนึ่งของเศษหินในหลุมเอียง คือ มันจะกองถมกันแล้วไหล (slide) ลงมาตามแนวหลุม เป็นเนินภูเขาลูกย่อยๆ ตลอดแนวหลุม บล๊อกทางไหลของน้ำโคลน (flow path) ใน annulas เป็นระยะๆ

ปัญหามันปวดไส้ติ่งตรงนี้ครับ ตรงที่ถ้าหลุมหนึ่งเรามีความเอียงหลายระดับ ตั้งแต่ตรงดิ่ง เอียงน้อย ไปยันเอียงมา ไปจนถึงนอนราบ ในหลุมเดียวกันนี่ซิ ทำไงดี

ปรุงน้ำโคลนให้ถูกใจแนวดิ่ง นอนราบ แนวเอียง ก็ไม่ปลื้ม ถ้าให้ถูกในแนวเอียง แนวดิ่ง กับ แนวราบ ก็ไม่พอใจ

ผมล่ะไม่กล่าวถึงเรื่องเทคนิคหน้างานในการ hole cleaning ตอนขุดหลุมนอน (การหมุนก้าน ขยับก้านขึ้นลง บลาๆ) นะครับ เพราะตอนนี้อยากเน้นไปที่ความท้าทายเรื่องคุณสมบัติของน้ำโคลน

น้ำโคลนในอุดมคติของการขุดหลุมนอน

เราต้องการน้ำโคลนที่หยุดเคลื่อนที่ปุ๊บ เกาะเป็นเจลปั๊บ แต่ใช้พลังงาน (แรง) ที่จะทำลายพันธะเจลต่ำมากๆ

แต่ธรรมชาติมันสวนทางความต้องการเรา ของไหลที่ก่อตัวเป็นเจลได้เร็วเมื่อหยุดนิ่ง จะใช้พลังงานมากในการทำให้เคลื่อนที่อีกครั้ง

วิศวกรน้ำโคลนมากความสามารถที่ผมนับถือคนหนึ่ง เปรียบไว้เเห็นภาพว่า ความเป็นเจลของน้ำโคลนสูตรต่างๆ ก็เหมือนน้ำก๋วยเตี๋ยวลาดหน้า ที่ใช้ชนิดและปริมาณแป้ง ที่แตกต่างกัน ก็จะได้น้ำลาดหน้าที่ทิ้งไว้ได้นานไม่เท่ากันจึงจะหนืด หรือ ถ้าหนืดแล้วต้องใช้เวลาคนมากน้อยไม่เท่ากันกว่าจะหายหนืด

บ.น้ำโคลนทั้งหลายจึงพยายามปรับสูตรเคมีและฟิสิกส์ต่างๆของน้ำโคลนให้ใกล้อุดมคตินี่มาที่สุดเพื่อตอบโจทย์ของอุตสาหกรรม ซึ่ง ตอนนี้ก็มีที่พอใช้ได้อยู่หลายเจ้า

แน่นอนว่า ทุกเจ้าก็จดลิขสิทธิ์ และ คิดราคาที่ไม่น้อยเลย rheology ยิ่งใกล้อุดมคติมาก ราคาก็ยิ่งแพงไปตามกัน

สรุป

ที่ว่ามาเป็นปัจจัยคร่าวๆที่มีผลต่อการเลือกสูตรน้ำโคลนที่เหมาะสมกับหลุมที่ขุดในแนวนอน ยังมีอีกหลายปัจจัยครับ เช่น ความใหญ่ของหลุม ระยะยาวของหลุมในแนวดิ่ง แนวเอียง และ แนวนอน ขนาดช่องว่าระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุม ฯลฯ ที่มีผลต่อกลศาสตร์การไหลของน้ำโคลน

ตอนหน้าจะมาคุยให้ฟังถึงความปวดตับด้านอื่นๆของการขุดหลุมนอน

… โปรดติดตาม

• Facebook
• Twitter
• Line