Hot well challenge EP3 หลุมร้อนจุงเบย ทำไงดี – ผ่านไปแล้ว 2 ตอน สำหรับความท้าทายด้านต่างๆ

ตอนที่ 3 นี้ เราจะคุยถึงเรื่อง น้ำโคลน และ ซีเมนต์

Hot well challenge EP3

หลุมร้อนจุงเบย ทำไงดี

เรามาว่ากันถึงน้ำโคลนก่อนเนอะ

หน้าที่หลักของน้ำโคลน คือ ควบความดันในชั้นหิน ไม่ให้โผล่ขึ้นมาที่ปากหลุม โดยใช้คุณสมบัติทางฟิสิกส์พื้นฐานคือ ความหนาแน่น หรือ พูดภาษาบ้านๆ คือ “น้ำหนักน้ำโคลน” นั่นเอง

ผงหิน (Barite)

เราใส่ผงหินลงไปในน้ำโคลน เพื่อให้น้ำโคลนมีน้ำหนักที่เหมาะสม ไม่มากไป ไม่น้อยไป

น้ำโคลน drilling mud drilling fluid คืออะไร มาทำความรู้จักกันครับ

ประวัติศาสตร์การใช้ น้ำโคลนในงานขุดเจาะ … (เรามาถึงจุดนี้ได้อย่างไร)

ตราบใดที่ผงหินถูกพยุงลอยอยู่ในน้ำโคลน (ความความหนืดของน้ำโคลนพยุงเอาไว้) น้ำหนักของมันจะรวมอยู่กับน้ำหนักน้ำโคลน

ไม่มีอะไรต้านแรงโน้มถ่วงของโลกได้

เมื่อเราหยุดปั๊มน้ำโคลน ผงหินจะถูกพยุงเอาไว้ด้วยความหนืดน้ำโคลนในช่วงเวลาหนึ่ง ก่อนที่จะจมลงตกตะกอนลงที่ก้นหลุม เมื่อนั้น น้ำหนักผงหินจะตกลงที่ก้อนหลุม (เราเรียก barite sag) น้ำหนักน้ำโคลนก็จะลดลง (ของไหลในชั้นหินก็จะไหลเข้าหลุม – influx)

โดยปกติที่อุณหภูมิไม่มาก ก็จะไม่มีปัญหาอะไร ทิ้งหลุมไว้นานๆ ผงหินก็ไม่ร่วงลงก้นหลุมเร็วนัก เราก็สามารถที่จะทำการหยั่งธรณีโดยใช้สายเคเบิ้ล (wireline logging) หรือ เอาท่อกรุหย่อนลงหลุมได้ (run casing) เสร็จทันเวลา

ทีนี้ ถ้าอุณหภูมิสูงมากๆ แรงโน้มถ่วงมันจะดึงผงหินร่วงลงก้นหลุมเร็วขึ้น ซึ่งก็จะก่อปัญหา influx ตอนเรา wireline logging หรือ run casing

เอาไงดีๆ

ลดผลกระทบตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบหลุม คือ 1.1 ออกแบบหลุมให้แนวหลุมตรง ไม่เลี้ยว ไม่โค้งขึ้น โค้งลง 1.2 ช่วงหลุมเปิด (open hole) ต้องสั้นที่สุด และ 1.3 มุมเอียง (inclination) ต้องน้อยที่สุด (เอียงน้อย = ระยะทางผงหินร่วงถึงผนังก้นหลุมจะได้มากที่สุดไง ซึ่งก็จะใช้เวลามากที่สุดไง จริงป่ะ)

ใช้ผงหินที่มีความละเอียดมากเป็นพิเศษ ก็พวก fine หรือ ultra fine barite ซึ่งแน่นอนว่า แพงกว่า barite เกรดธรรมดาๆมาก ก็แหม จะขุดหลุมแบบนี้ก็อย่าเหนียวดิ 555

ใช้น้ำโคลนชนิดพิเศษ high temp mud ซึ่งมีหลายยี่ห้อ หลายเกรด หลายเทคโนโลยี ส่วนมากก็นะ เป็นความลับทางการค้า ก็ว่ากันไป แน่นอนว่า แพงบรรลัย

ข้อแรกเรื่องการอออกแบบหลุมนั่น เราต้องทำอยู่แล้ว เพราะไม่ได้มีค่าใช้จ่ายเพิ่ม แต่เรื่องผงหินละเอียดพิเศษ กับ น้ำโคลนพิเศษ นี่ ก็ต้องมีวิทยาศาสตร์กันหน่อย จะใช้ทั้งสองอย่างก็ได้ มันก็แพง แต่ก็ชัวร์

ก็ไปว่ากันเรื่อง ค่าใช้จ่าย ประโยชน์ที่ได้ และ ความเสี่ยง

วิธีหนึ่งที่เราต้องทำกันแน่ๆ คือ การทดสอบในห้องทดลอง (lab test) เพื่อจะทดสอบเบื้องต้นว่า ผงหินจะตะกอนเร็วแค่ไหน

วิธีทำคร่าวๆก็เอาผงหินที่จะใช้ใส่น้ำโคลนที่สูตรต้องการเพื่อให้ได้คุณสมบัติต่างๆที่ต้องการ เอาใส่ภาชนะทรงกระบอก ยัดใส่เตาอบ ตั้งอุณหภูมิที่คิดว่าหลุมเจาะจะเจอ จับเวลา ก็แค่นั้นแหละ

ทดลองหลายๆรอบ หลายๆสูตร เพื่อให้ได้สูตรที่ราคาถูกที่สุด ที่ทนอุณหภูมิที่ต้องการ และ ผงหินไม่ร่วงภายในเวลาที่ต้องการ

ซีเมนต์หลุมไงเนี้ย

ปัญหาหนักอกของพวกเราถัดมา คือ การทำซีเมนต์

แน่นอนว่า การออกแบบหลุมอย่างที่กล่าวไว้ตอนต้น 1.1 1.2 และ 1.3 สำหรับลดปัญหาเรื่องน้ำโคลนนั้น มีประโยชน์แน่ๆกับเรื่องซีเมนต์

2 in 1 ทำตรงนั้น ก็ช่วยตรงนี้ด้วย (จริงก็ช่วยทั้งการขุดแบบมีทิศทาง และ ท่อกรุด้วยแหละ จะว่าไป)

ร้อนแล้วไง มีผลยังไง

คืองี้ อุณหภูมิมีผลต่อเวลาที่ใช้ในการแข็งตัวของซีเมนต์ ยิ่งร้อน ยิ่งแข็งเร็ว

ถ้าหลุมร้อนมากๆ สูตรซีเมนต์จะต้องรองรับอุณหภูมิสูงให้ได้ เวลาที่จะใช้แข็งตัวให้พอดีๆที่อุณหภูมิสูงก้นหลุม

แต่ แต่ แต่ มันก็ซีเมนต์ถังเดียวกันที่ปั๊มลงไป ดังนั้นที่ปลายสุดของซีเมนต์ (TOC Top of Cement) อุณหภูมิมันต่ำกว่า

เอาสูตรอุณหภูมิสูงไปใช้ที่อุณภูมิต่ำเกินไป ซีเมนต์จะแข็งช้าไป หรือ อาจจะไม่แข็งเลย

ตรงกันข้าม เอาสูตรอุณหภูมิต่ำไปใช้ที่อุณภูมิสูงเกินไป ซีเมนต์จะแข็งเร็วไป จนปั๊มเสร็จไม่ทัน ที่เรียกว่า flash set หรือ แข็งคาท่อ 555

ดังนั้น จะหาสูตรซีเมนต์ที่ ไม่มากไม่น้อยไปที่จะใช้ได้ทั้ง 2 อุณหภูมิ ก็ต้องนะ เป็นทั้งศาสตร์ และ ศิลป์ ซึ่งแน่นอน ก็ต้องพึ่งการทดสอบในห้องทดลอง (lab test) เพื่องลดความเสี่ยงหน้างานตอนเอาไปใช้จริง

เรื่องนี้เคยคุยละเอียดไว้แล้วในตอนก่อนหน้า สามารถไปอ่านทบทวนกันได้ มีตัวอย่างการคำนวนเล็กน้อยด้วย

High temperature gradient gas well cement challenge