Shallow Gas คือ อะไร อันตรายแค่ไหน รับมืออย่างไร

• Facebook
• Twitter
• Line

Shallow Gas คือ อะไร อันตรายแค่ไหน รับมืออย่างไร – เมื่อวาน(มัง) มีข่าวเล็กๆว่า บ.เจาะน้ำบาดาล เจาะลงไป 400 ม. เจอก๊าซพุ่งสวนขึ้นมา

ด่วน! เจาะบาดาล เจอก๊าซธรรมชาติพุ่ง ไฟลุกท่วม คลอก 2 คนงานเจ็บหนัก-ยังดับไฟไม่ได้

เบื้องต้น สื่อรายงานว่าเป็น “ก๊าซธรรมชาติ” …

ก็ชัดเจนในระดับหนึ่ง เมื่อต้องพิจารณาการแข่งขันกันขายข่าวด้วยความเร็วในการนำเสนอ คือ บอกว่า เป็น “ก๊าซธรรมชาติ” ไม่ใช่ ขุดลงไปทะลุท่อก๊าซใต้ดิน 555

Shallow gas

งั้นผมชวนคุยต่อเลยดีกว่าว่า ไอ้เจ้า “ก๊าซธรรมชาติ” นี้มัน อะไร ยังไง กัน

• มันคืออะไร เหมือนกับก๊าซที่เราผลิตกันในอ่าวไทยป่ะ
• ผลิตเอามาขายได้ป่ะ
• รู้ได้ไงมันอยู่ไหน
• อันตรายกับงานขุดหลุมปิโตรเลียมอย่างไร
• รับมือกับมันอย่างไร

ป่ะ ไล่ไปดูทีล่ะเรื่อง …

Shallow gas คือ อะไร

ที่มาที่ไปเยอะ แต่ผมตัดตอนเอาสั้นๆ ว่ามันคือ ก๊าซที่เกิดจากชีวมวลนั้นแหละ ก็ ซาก/มูล พืช หรือ สัตว์ ที่หมักหมมกันอยู่ใต้ดินในระดับตื้นๆ

ไม่ต่างกับก๊าซที่เกิดจากกองขยะ หรือ หนองน้ำโบราณๆ หรอกครับ เพียงแต่ปริมาณมันเยอะกว่า และ หมักไว้นานกว่า

ลักษณะเด่นๆของก๊าซพวกนี้ คือ

มันอยู่ตื้นๆ – หมายความว่า ลึกกว่ากองขยะ หนองน้ำ ปกติ แต่ไม่ได้ลึกมากขนาดจะกลายเป็น “ปิโตรเลียม” (องค์ประกอบไม่ครบ เช่น อายุ อุณหภูมิ ความดัน เคมี ฯลฯ) ปกติก็ไม่เกิด 1000 ม. หรอก เพราะสภาพแวดล้อมมันเป็นแบบนั้น มันเก่าจริง แต่ไม่โบราณมาก

ความดันต่ำ – ดังนั้น ความดันมันจึงไม่มาก และ สามารถถูกกักเก็บไว้ใต้ดินหรือชั้นหินที่ไม่แข็งแรงมากนัก

คิดง่ายๆว่า overburden gradient แบบ เฉลี่ยๆ กลมๆ (แรงกดเนื่องจากน้ำหนักของดินหิน) คือ 3 psi/m (เอาเป๊ะๆก็ 0.92 psi/ft) ถ้าลึกสัก 1000 ม. จากแนวดิ่ง อย่างเก่ง ก๊าซก็มีความดันในแอ่งแค่ 3000 psi (ถ้ามากกว่านี้มันก็จะทะลุขึ้นมาก การที่มันอยู่ตรงนั้นได้ แปลว่ามันต้องไม่เกินนี้)

ถ้ามันโผล่ขึ้นมา ผิวดิน ความดันที่วัดได้ก็ต้องลบ ออกจาก gas gradient (ก๊าซมันก็มีน้ำหนักนิ) เฉลี่ยๆ ก็ 1.86 psi/m (เป๊ะๆก็ ระหว่าง 0.003-1.130 psi/ft)

3000 psi – (1000 x 1.86) = 1460 psi มันก็ไม่ได้แย่อะไรนิ

นั่นคือ แย่สุดแล้ว ในความเป็นจริง มันไม่ได้มากอะไร แต่ปัญหาของมันไม่ได้อยู่ที่ขนาดของความดันเท่าไร … ตามต่อๆ …

อยู่เป็นแอ่งๆ หย่อมๆ – มันอยู่เป็นก้อนๆ ปริมาณเยอะแผ่กระจายกันไปตามสภาพภูมิศาสตร์ที่ก่อให้เกิดมันขึ้นมา หาขอบแอ่งที่แน่นอนได้ยาก (เพราะอะไร เดี๋ยวเฉลยในหัวข้อต่อไป) และ ที่ปวดไข่ดันคือ แต่ล่ะแอ่งมักไม่เชื่อมต่อกัน – รวมๆกันแล้วนี่แหละปัญหาหญ่ายยยย

ดูดขายเลยดิ

วันที่ผมทำงานและรู้จักเจ้านี่ ผมก็คิดเหมือนทุกๆคนแหละ คือ งั้นก็ดูดขายเลยดีไหมเนี้ย

ถ้าจะดูดขาย เรื่องที่ท้าทายมี 2 เรื่องครับ

ปริมาณ – อย่างที่บอก มันอยู่กระจาย แต่ล่ะแอ่งไม่ต่อกัน หาขอบเขตของแอ่งได้ยาก (ตามต่อ จะรู้ว่าทำไมถึงหาขอบแอ่งได้ยาก) มันจึงคำนวนหาปริมาณได้ยาก จะผลิตขายมันก็ต้องชัวร์ อย่างน้อยว่ามีเท่าไร จริงไหมครับ

ยิ่งอยู่กระจาย แอ่งไม่ต่อเชื่อมกัน จำนวนหลุมก็ต้องเยอะ จะเจาะสอยร้อยแบบอ่าวไทยก็ไม่ได้ (แต่ละแอ่งมันห่างกันเกิ้น) นั่นคือ 1 หลุม ต่อ 1 กะเปาะ ไม่น่าคุ้ม แฮะ ..

คุณภาพ – นี่ก็ปวดตับ โดยธรรมชาติของมัน เนื่องจากอายุมันไม่มากเท่าปิโตรเลียม องค์ทางเคมีประกอบมันหลากหลายมาก เรียกว่าไม่ mature เหมือน ไวน์ หรือวิสกี้ ที่ยังหมักได้ไม่เต็มที่ ขึ้นกับว่าชีวมวลต้นกำเนิดมันเป็นอะไร อายุเท่าไร

ดังนั้นปัญหาที่ตามมาติดๆ คือ ค่าพลังงานของก๊าซ ที่จะเป็นตัวกำหนดราคาขาย หรือ เรียกว่า ค่าความร้อน (BTU) นั้น ก็เอาแน่ไม่ได้เท่าไรนัก

ดังนั้น – เมื่อเอา 3 เรื่อง 1. จำนวนหลุม + ค่าใช้จ่ายที่ต้องลงทุน 2. ปริมาณ และ 3. คุณภาพ เข้ามาในสมการการลงทุน มันก็ยากที่จะเสี่ยงลงทุนเพื่อก๊าซนี้ล้วนๆ

อย่างไรก็ตาม ถ้าเราขุดเพื่อหาปิโตรเลียม มีหลุมแล้ว และ ด้วยเหตุล้านแปด ที่เราต้องขุดผ่านแอ่ง shallow gas อยู่แล้ว เราก็สามารถเอามันเข้ามาเพิ่มมูลค่าผลผลิตของหลุมได้ (เรียกว่า by product หรือ ของแถมว่างั้น) โดยอาจจะหมายตาเอาไว้ ในแผนการผลิตขั้นต่อๆไป อะไรแบบนี้ … ทำนองว่า ของฟรี why not ?

รู้ได้ไงมันอยู่ไหน

ง่ายนิดเดียวครับ โทรฯถามนักธรณี แฮ่ๆ ผมรู้แค่นี้แหละ (ฮา)

ผมก็แอบไปถามมาเป็นความรู้ว่า นักธรณีเขารู้ได้ไง

คืองี้ครับ ใช้เทคนิคเดียวกับหาปิโตรเลียมนั่นแหละ เรา ศึกษาสภาพแวดล้อมทางธรณี และ ใช้คลื่นเสียงสั่นสะเทือน (seismic) ถ้าจะเอาให้ชัวร์ ก็เจาะหลุมเล็กๆลงไปจุดที่ต้องสงสัยเลย ดูดิว่ามีป่ะ

นั่นคือสาเหตุที่หาขอบแอ่งได้ยาก เพราะชั้นดิน และ หิน ตื้นๆ ความหนาแน่นมันต่ำ ความต้านทานเสียงก็ต่ำ ๆ (acoustic impedance) พลังงานสูญเสียไปเยอะ พลังงานคลื่นสั่นสะเทือนสะท้อนกลับมาที่เครื่องรับน้อย สัญญาณก็ไม่คมชัด

เหมือนกล้องถ่ายรูปไม่ focus รูปออกมาก็เบลอๆ ประมาณว่า ขอบมันอยู่ไหนว่ะ .. อารมณ์ประมาณนี้ครับ

ดูรูปข้างล่างซิครับ ไม่ง่ายเลยที่น้องๆนักธรณีจะบอกนักขุด (ผม) ว่า มันอยู่ตรงไหน ขอบเขตแค่ไหน

พูดง่ายๆ คือ คล้ายกับเราเดินไปในสนามรบ จะเหยียบกับระเบิดเอาตรงไหนก็ไม่รู้ (แม้ว่าจะมีทีมสำรวจแสกนล่วงหน้าไปแล้วก็ตาม)

อันตรายกับงานขุดหลุมปิโตรฯเราแค่ไหน

มาก ถึง มาก ที่สุดครับ … เอางี้ สมมุติว่าดวงซวย ก้าวเท้าผิดข้างขึ้นแท่นเจาะ (ฮา)

ในการเจาะช่วงแรก โดยมากเราจะเจาะโดยใช้น้ำเปล่า ไม่มี BOP (Blow Out Preventer) มีแค่ท่อเหล็กใหญ่ (conductor) ที่ฝ่ายจัดทำหน้างานตอกเอาไว้ ก็ไม่ลึกอะไร 10 เมตรได้มัง

เราเรียกว่า riserless drilling พูดง่ายๆคือ ขุดเปลือยๆ ไม่มีท่อกรุ ซึ่งปกติมันก็ไม่อันตรายอะไร เพราะไม่มีความดันอะไรที่ตื้นๆนั้น

เราก็ขุดตื้นๆ เพียงแค่พอให้ถึงชั้นหินที่แข็งประมาณหนึ่ง เอาท่อกรุช่วงแรกลง (surface casing) จับท่อกรุซีเมนต์ติดกับชั้นหินซะ และ เอา BOP ไปติดบนท่อกรุช่วงแรกที่ว่า

ถ้าเปรียบเทียบกับงานสร้างตึก ก็เหมือนเราทำต่อม่อ เพื่อที่จะต่อยอดรับแรงการก่อสร้างชั้นต่อๆไปนั่นแหละ

ใครนึกภาพไม่ออกก็ไปดูเอนิเมชั่นแบบไวๆควิกของผมได้

Basic oil well drilling animation แอนิเมชั่นแรกของวงการ ฉบับปฐม ก.กา

ถึงเราอยากจะใส่ BOP ที่ conductor หรือ เอาท่อกรุแรกลงไว้ตื้นๆ เราก็ไม่สามารถทำได้ หรือ ทำได้ แต่ไม่มีประโยชน์อะไร เพราะชั้นหินมันไม่แข็งพอ

ต่อให้เราซีเมนต์ท่อกรุติดผนังหลุม แต่ดินหินมันไม่แข็งแรง ถ้ามีความดันเข้ามา เราปิด BOP ปากหลุมได้ก็จริง แต่ฐานท่อกรุด้านล่าง มันไม่แข็งแรง ความดันมันก็รั่วลงปลายท่อกรุข้างล่าง แล้วแทรกรอยต่อระหว่างท่อกรุกับผนังหลุม ขึ้นมาได้จ๊ะเอ๋กับเราที่ใต้แท่นเจาะ หรือ ห้วยหนองคลองบึงข้างๆแท่นเจาะ (555) อยู่ดี … แป่ว

เอาล่ะ ถ้ารู้แบบนี้แล้ว เกิดอะไรขึ้น ถ้าซวยเจาะลงไปเจอแบบไม่ได้นัดหมาย

แท่นบก – ก๊าซจะประดังพรวดสวนไหลขึ้นมาในหลุม และ ทะลุขึ้นมาในบริเวณใกล้เคียง ทำให้พื้นดินพรุน ทรุด ยวบลง นั่นแปลว่า แผ่นคอนกรีตที่รองแท่นเจาะเราก็ทรุด แท่นเจาะเราก็ทรุด เอียง ล้ม ตาม ไปด้วย

ยังไม่พูดถึงว่า ถ้ามีสะเก็ดไฟจากที่เหล็กล้มเสียดสีกัน ก๊าซชีวมวลติดไฟ … โอ้ยยย ไม่อยากนึกภาพ

แท่นนอกชายฝั่งแบบขาลงถึงพื้นทะเล – เช่น พวก jack up หรือ แบบที่ยกแท่นเจาะไปวางบน แท่นผลิต (platform) ที่เราเรียกว่า Tender Assist Drilling Rig (TADR)

ชะตากรรมก็ไม่ต่างจากแท่นบกหรอกครับ พื้นทะเล (sea bed) ทรุด ยวบ ลงไป แท่นเจาะ หรือ แท่นผลิตก็ล้ม จมทะเล … เอวัง

ต่างกันนิดเดียว … แค่มีน้ำทะเลเย็นๆรองอยู่ข้างล่าง ซึ่งโดดลงไปก็ไม่ได้ช่วยให้หายร้อนอะไร เพราะก๊าซที่ปุปุขึ้นมา พอผสมกับน้ำทะเล ก็จะกลายเป็นกรด ถึงจะไม่ใช่ทะเลกรดแบบหนังไซไฟ แต่ก็ไม่ใช่อะไรที่น่าจะเป็นที่พึ่งได้เท่าไร (ฮ่วย)

ไปดูคลิปตัวอย่างกัน (3 นาที 47 วินาที)

แท่นนอกชายฝั่งแบบลอย น้ำไม่ลึกนัก – เช่น เรือแท่นขุด (drill ship) หรือ semi-sub (อย่าง deepwater horizon) ก็อย่านึกว่ารอด เพราะก๊าซที่พลั่กๆขึ้นมา เมื่อละลายกับน้ำทะเล จะเกิน 2 อย่างนี้ขึ้น

1. จะทำให้ความหนาแน่นของน้ำทะเลลดลง (แรงลอยตัวลด – buoyancy force) และ

2. ผิวทะเลกระเพื่อม (นึกถึงฟองก๊าซผุดพลั่กๆขึ้นมาเยอะๆ แบบน้ำเดือดในหม้อพล่าน)

1+2 ก็ทำให้แท่นหรือเรือจมได้ไม่ยากนัก

แท่นนอกชายฝั่งแบบลอย น้ำลึก – ถ้าจะรอดก็กรณีเดียวนี่แหละครับ เพราะว่า ระยะทางจากพื้นทะเล ถึง ผิวน้ำ มันไกล ฟองก๊าซก็โดนคลื่นพัดไปไกลจากเรื่อขุด หรือ semi-sub

ในทางปฏิบัติ วิศวกรทางทะเล (offshore engineer / marine engineer) สามารถคำนวนได้จากแบบจำลอง (model) ครับ ว่า ปริมาณ ความดัน กระแสน้ำ อุณหภูมิ ความลึก บลาๆ น้ำลึกแค่ไหน แท่น/เรือ จึงจะปลอดภัย

แต่ก็นะ โดยธรรมชาติอีก เราไม่ค่อยเจอ shallow gas ในพื้นทะเลที่น้ำลึกๆ ผมเคยถามน้องนักธรณีว่าทำไม จำคำตอบได้ประมาณนี้ (ถ้าผิดขออภัย)

1. ที่ความลึกเท่าๆกัน น้ำทะเลมันเบากว่าหิน แรงกดเนื่องจากน้ำหนัก (overburden) จึงน้อยกว่า
2. โครงสร้างเนื้อหินก็อ่อนกว่า

ก๊าซชีวมวล เมื่อเกิดขึ้นมา ก็ไม่สามารถโดนกักกดไว้ได้ ด้วยโครงสร้างทางธรณีที่อ่อนๆแบบนั้น เมื่อ ก๊าซชีวมวล พวกนี้เกิดขึ้นมา สะสมได้ปริมาณหนึ่งก็ปุปุออกมากพื้นทะเล โดนกระแสน้ำพัดหายไป (ไม่ทันได้สะสมเป็นแอ่งใหญ่ๆ)

มาถึงตอนนี้ คุณต้องสงสัยแน่ๆว่าทำไมผมถึงรู้จักเจ้านี่ดีนัก – แหม … ในวงการบู๊ลิ้มมีคำกล่าวว่า เก็บมิตรไว้ต้องไม่ให้ห่างกาย แต่ต้องเก็บศัตรูไว้ให้ใกล้ตัวที่สุด (แต่งงานกันได้เลยยิ่งดี – ฮา – แต่ไม่แนะนำ) หมายถึง เราต้องรู้จักนิสัยใจคอเจ้าตัวอันตรายของเราให้ดีที่สุด

เรารับมือมันอย่างไร

เอาไงดีครับ … จำเป็นต้องขุดเปลือยๆ ไม่มี BOP … กันไว้ดีกว่าแก้เสมอครับ

เอาให้ชัวร์ว่าไม่มี – วางแผน วางแผน และ วางแผน วางหลุม ถกกับนักธรณี เลือกแหล่ง เลือกแนวหลุม อย่าให้ต้องไปผ่านบริเวณต้องสงสัยว่าไม่มีมัน

ถ้าไม่ชัวร์ เจาะหลุมเล็กๆสั้นๆ สำรวจเสียก่อน ไม่ต้องเจาะเอง มีบ.ที่เขาเชี่ยวชาญมืออาชีพเรื่องนี้ มีเครื่องมือ มีคน จ้างเอา

ถ้ามีไม่เยอะ และ จำเป็นต้องขุดผ่าน – ไม่มีทางเลี่ยงอีกแล้ว เจาะหลุมนำร่อง ผ่องเอาก๊าซออกจากแอ่งพอให้ความดันลดลงพอให้ปลอดภัย แล้วค่อยขุดหลุมจริง

ถ้ามีเยอะ + รู้ว่ามีแน่ๆ – อย่าขุด 555 ไม่คุ้ม

แต่ถ้าต้องสงสัย ไม่ชัวร์ขนาดจะปฏิเสธไม่ขุด – จะปฏิเสธเสียงแข็งไม่ขุดก็กระไร เพราะผลการสำรวจว่ามี shallow gas มากน้อยแค่ไหน มันจะเป็น probability ไม่ใช่ ขาว หรือ ดำ … มี หรือ ไม่มี

มาตราการที่เราพอจะรับมือได้ ก็มีไม่มากๆ เช่น …

อย่าขุดกลางคืน มีอะไรก็จะได้เห็น เผ่นหนีทัน (ฮา) ถ้าแท่นนอกชายฝั่ง ก็เอาคนไปยืนส่องรอบๆแท่นทุกทิศทาง มีฟองอะไรปุดๆขึ้นมาก็กดสัญญาณเตือนภัย หยุดขุด เตรียมเผ่น

จัดเต็ม เตรียมเผ่น ฮ. หมอ เรือสนับสนุน หน่วยดับเพลิง ห้องวิทยุ แจ้งแท่นเจาะ แท่นผลิตข้างเคียง ปิด และ ลดความดันในท่อส่งก๊าซ (sea line) ใกล้เคียง เตรียมน้ำโคลนหนัก (kill mud) ซ่อมปั๊มทุกตัวให้พร้อมปั๊มสุดกำลัง ฯลฯ

จัดเต็มทุกอย่างที่ว่าเข้าคิวเตรียมพร้อม ภาษาทหารอาจจะเรียกว่า code red หรือ black แล้วแต่หนังค่ายไหน … จนกว่าจะชัวร์ 100% ว่าหัวเจาะผ่านความลึกที่เสียวสันหลังไปแล้ว

Diverter – เป็นอุปกรณ์หนึ่งที่คล้ายๆ BOP คือ ปิดปากหลุม (โดยมีก้านเจาะอยู่ข้างใน) แล้วให้ก๊าซผ่านท่อออกไปใต้ลมไปโผล่ไกลๆแท่น เพื่อไม่ให้พื้นทะเล หรือ พื้นดิน ทรุดยวบลงไป ในขณะเดียวกันก็ปั๊มน้ำโคลนหนักที่เตรียมไว้ลงก้านเจาะ

ถ้าน้ำโคลนที่เตรียมไว้หมด ก็ปั๊มทุกอย่างที่มีลงไป ห้วย หนอง คลอง บึง แม่น้ำ ทะเล เตรียมไว้ให้พร้อม คิดล่วงหน้าว่าจะเอาน้ำจากไหนมาปั๊ม

ดูรูปดีกว่า … อธิบายแล้วอาจจะงง

ถึงจะมีหลายแบบ หน้าตาต่างๆกัน แต่หลักการเหมือนกัน คือ ไม่กักความดันเอาไว้ อารมณ์ เปิดฝากา ไม่ให้ความดันมันพรวดออกมาผิวดินแบบควบคุมไม่ได้ จน พื้นดิน พื้นทะเล เสียความเสถียร

พอปิดยางสีดำๆ (annular sealing element) รอบก้านเจาะ แล้ว shallow gas ก็จะออกไปทาง vent line และ flow line มันก็แค่ชื่อนะครับ ทำงานเหมือนกัน คือ ผ่องถ่ายก๊าซออกไปไกลๆ(แท่นกู) บางรุ่นบางยี่ห้อ มีท่อเดียวด้วยซ้ำ

เอาเข้าจริง มีกี่ท่อกี่ท่อ เราก็เปิดหมดแหละ 555

สรุป

Shallow gas คือ ก๊าซชีวมวล อยู่ตื้นๆ กระจัดกระจาย เป็นแอ่งๆ หย่อมๆ ไม่ต่อเชื่อมกัน ระบุตำแหน่ง และ ขอบเขตยาก

ปริมาณ และ คุณภาพไม่แน่นอน ตั้งใจผลิตอออกมาขายไม่คุ้ม แต่ถ้าขุดผ่านอยู่แล้วก็ผลิตเป็นของแถมก็ได้ ส่วนมากพบในทะเลน้ำไม่ลึก ไม่ค่อยเจอบนบก หรือ ทะเลลึกๆ

ถ้าขุดลงไปเจอ อาจจะทำให้แท่นเสียหายได้มากมาย ถ้าพลุ่งขึ้นมา แล้วเราควบคุมไม่ได้ จะเรียกว่า Shallow gas blow out (ใช้คำนี้กูเกิลเพิ่มเติมได้)

หลีกเลี่ยงไม่ไปเจอมันเป็นการดีที่สุด แต่ถ้าซวยเจอ ก็ผ่องความดันออกไปไกลๆแท่นด้วยเครื่องมือที่เรียกว่า diverter

เฮ้อ .. เหนื่อย จบแค่นี้ดีก่า

… ข้างล่างนี้ไว้อ่านเพิ่มเติมครับ

Shallow Gas Hazard in Well Control

• Facebook
• Twitter
• Line