Why we log up and Depth control ทำไมเรา log up เป็นมาตราฐาน

• Facebook
• Twitter
• Line

Why we log up and Depth control ทำไมเรา log up เป็นมาตราฐาน – เคยสงสัยไหมครับว่าทำไม ทั้งๆที่เราก็รู้ว่า เรา log down ก็ได้

ก่อนเราไปเข้าเรื่อง ขอพื้นที่อธิบายสั้นๆกับผู้ที่ไม่ทราบว่า log up, log down คือ อะไร

ในการหยั่งธรณีโดยใช้สายเคเบิ้ลเนี้ย ปกติเราจะบันทึกข้อมูลที่อ่านจากเครื่องมือ ขณะที่เราสาวสายเคเบิ้ลขึ้น เราเรียกว่า log up กันเป็นมาตราฐาน ทั้งๆที่เราสามารถบันทึกข้อมูลฯในขณะที่เราหย่อนเครื่องมือลงหลุม (log down) ก็ได้เช่นกัน

วันนี้เราจะมาชวนคุยเรื่องหนักๆ ปวดสมอง กันเรื่องนี้นั่นแหละครับ

Why we log up and Depth control

ทำไมเรา log up เป็นมาตราฐาน

ก่อนจะไปตอบคำถามเรื่องนี้ เรื่องแรกที่เราต้องเข้าใจ เพราะมันเป็นปาท่องโก๋กัน คือเรื่อง depth control (การวัดความลึกของหลุม)

ผมเคยเขียนไว้แล้วนิดหน่อยในลิงข้างล่างนี่ …

ตกลงว่าหลุมนี้ลึกเท่าไรกันแน่

สำหรับคนที่ยังไม่ได้อ่าน อยากให้กลับไปอ่านก่อน จะได้เข้าใจดียิ่งขึ้น

เอาล่ะครับ สมมุติว่าเราเดินเข้าไปในป่าแห่งหนึ่ง เจอบ่อน้ำบาดาลโบราณเก่าบ่อหนึ่ง เราอยากรู้ว่าบ่อนี้มันลึกเท่าไร

เราก็เอาขวดโค้กสูง H ผูกเชือกแล้วค่อยๆหย่อนขวดโค้กลงไป ในขณะเดียวกันเราก็วัดความยาวเชือก (L) ที่หย่อนลงไปด้วย จนก้นขวดโค้กแตะก้นบ่อ (ความตึงเชือกจะลดลง เรารู้สึกได้จากมือที่เราหย่อนเชือกที่ปากบ่อ)

ความลึกของบ่อ = H + L จริงไหมครับ

ผมจะพูดไงดี อายเหมือนกัน วันนี้ที่เรามีเทคโนโลยี 5 G และ กำลังจะไปเหยียบดาวอังคารอยู่รอมร่อ วันนี้เราก็ยังวัดความลึกหลุมปิโตรเลียมด้วยวิธีนี้ 555

จะเห็นว่า เราวัดความลึกด้วยการวัด 2 อย่างในขณะที่เรายืนหย่อนขวดโค้กอยู่ปากบ่อ คือ 1. ความยาวเชือก และ 2. ความตึงของเชือก … low tech เสียไม่มี

ทำชีวิตให้ยากอีก 1 ขั้น

ชีวิตมันไม่สมบูรณแบบอย่างในตัวอย่างข้างต้น (life is less than perfect) งั้นผมยกตัวอย่างแค่ความปวดตับอย่างเดียวก่อน

เชือกมันยืดได้ …

เอาเบสิกๆเลย เชือกไม่มีน้ำหนัก แต่มันยืดได้เพราะน้ำหนักขวดโค้ก

สมมติว่า เมื่อขวดโค้กเตะก้นบ่อ เชือกยืด L1

บ่อจะลึกจริงๆ = H+L+L1 จริงไหมครับ แต่เรายืนอยู่ปากหลุม เราวัดได้แต่ L เราไม่รู้ L1 ว่าเท่าไรจริงๆ นอกจากจะคำนวนเอา โดยใส่สมมติฐานล้านแปดเข้าไป

งั้นผมหยอดความปวดไส้ติ่งเข้าไปเพิ่ม … เชือกมีน้ำหนัก … ยิ่งหย่อนเชือกลงไป เชือกจะยืดมากขึ้น เพราะเชือกอยู่ในหลุมมากขึ้น … ให้เชือกยืดจากน้ำหนักของตัวมันสุทธิเมื่อขวดโค้กแตะก้นหลุม = L2

บ่อจะลึกจริงๆ = H+L+L1+L2 … เป็นไงครับ เริ่มหายใจติดขัดหรือยัง L1 ก็ไม่รู้เท่าไร ไหน L2 อีกล่ะ

ที่ปวดไส้ติ่งหนักเข้าไปอีกคือ ที่ทุกๆมิลลิเมตรระยะความลึกที่หย่อนเชือกลงไป L1 กับ L2 นั้น ไม่เท่ากันเลย จริงไหมครับ หยิ่งหย่อนมาก L1 L2 ยิ่งมาก

แต่เรายืนวัดเชือกที่ปากบ่อ เราก็วัดได้แต่ L แล้วเราก็คิดแต่ว่าในขณะใดๆ ก้นขวดโค้กจะอยู่ที่ความลึก H+L (ที่เราวัดได้ขณะนั้นๆ) เพราะเราไม่มีวันรู้เลยว่า L1 L2 ขณะนั้นๆมันเท่าไร เราจึงไม่รู้ว่า ก้นขวดโค้ก มันอยู่ตรงไหนในหลุมเมื่อวัดเทียบจากปากหลุมกันแน่ แต่ที่แน่ๆ มันมากกว่า H+L แน่ๆ

ปวดหัวขาลง ปวดต่อมลูกหมากขาขึ้น

นั่นแค่ขาลง พอก้นขวดแตะก้นบ่อ เราก็ต้องหย่อนเชือกลงไปเล็กน้อย (slack) เพื่อให้ชัวร์ว่า เตะก้นบ่อแล้วจริงๆ ไม่ใช่ขวดโค้กไปสะดุดอะไรอยู่ระหว่างกลางบ่อ

เอาแบบปวดหัวน้อยหน่อย สมมุติเชือกไม่มีน้ำหนัก และ ยืดไม่ได้ …

เราก็จะเริ่มสาวเชือกขึ้น สาวไปวัดไป ตอนเชือกยังไม่ตึง แปลว่าก้นขวดโค้กยังไม่ลอยจากก้นบ่อ จริงไหม พอเชือกตึงปุ๊บ เราก็เริ่มวัดความยาวเชือก … สาวไปวัดไป

พอปากขวดถึงปากบ่อ เราควรวัดเชือกได้ L จริงไหมครับ พอก้นขวดแตะปากบ่อ เราก็จะได้ความลึกบ่อ = H+L พอดี๊พอดี เย้ๆ happy ending ไชโย กลับบ้านได้ มีความสุข

นั่นคือ อุดมคติครับ

ในความเป็นจริง เชือกมันยืดได้ และ มีน้ำหนัก … จังหวะที่ก้นขวดกำลังจะลอยจากก้นบ่อ เชือกเริ่มตึง เชือกมันยืดนิดนึงก่อนก้นขวดจะขยับลอยขึ้นจากก้นหลุมครับ

พูดง่ายๆ พอเชือกตึง เราเริ่มวัดความยาวเชือก แต่ก้นขวดยังไม่ขยับ แปลว่าเราได้ความยาวเชือกเพิ่มจากความเป็นจริง

แล้วคราวนี้ระหว่างสาวขึ้น เชือกมันก็หด เพราะน้ำหนักเชือกมันลดลง (เชือกมันทะยอยโดนสาวขึ้นไปแล้วนี่) เรายืนปากบ่อ เราก็ยังเห็นภาพเหมือนเดิม คือ L+H แต่จริงๆแล้ว หลุมมันลึกกว่า L+H เราโดนหลอกทั้งขาลงและขาขึ้น

จากตัวอย่างง่ายๆจะเห็นว่า หย่อนลง เราก็ได้ L+H ขาขึ้นก็ได้ L+H เพราะเราสมมุติว่า เชือกยืดขาหย่อนลง = เชือก หดขาสาวขึ้นมันเท่ากัน

แต่ในความเป็นจริงปวดไตเพิ่มครับ

ปวดไต เมื่อยืดกับหด ขาขึ้นกับขาลงไม่เท่ากัน

L1down ไม่เท่ากับ -L1up

L2down ไม่เท่ากับ -L2up

สิ่งที่เราเอาตีนก่ายหน้าผาก คือ ขาหย่อนลง เราคิดว่า หลุมลึก L+H (ทั้งๆที่หลุมจริงลึกกว่านั้น) แต่พอขาสาวเชือกขึ้น อ้าว พอปากขวดโค้กแตะปากหลุม เชือกที่วัดได้ ไม่เท่ากับ L ซะงั้น สมมุติว่า เป็น L’ ( L’ อาจจะมากกว่า หรือ น้อยกว่า L ก็ได้ ขึ้นกับว่า ยืดขาลง กับ หดขาขึ้น อะไรมากกว่ากัน)

เราก็จะเริ่มเกาหัวจนรังแคร่วงเต็ม rig floor ตกลงหลุม(กู)มัน L+H หรือ L+H’ ว่ะ

นี่แค่ปัญหาความลึกที่จุดๆเดียวนะ คือ จุดสุดท้ายของหลุม (ก้นหลุม) ถ้าจะหาว่า ทุกๆขณะที่หย่อนขวดโค้กลง หรือ ดึงขวดโค้กขึ้น ก้นขวดโค้กอยู่ลึกจากปากหลุม เท่าไร ยิ่งยากมาก

เมื่อโลกไม่สวย

ที่ว่ามานั่น จิ๊บๆ นั่นแค่

• เชือกยืดได้
• เชือกมีน้ำหนัก
• ยืดขาลง ไม่เท่ากับ หดขาขึ้น

เมื่อโลกไม่สวย มันมีปัจจัยที่ทั้ง ยืด หด ขึ้น ลง ที่ไม่เท่ากันอีกเยอะ ยกตัวอย่างตามนี้

• หลุมเอียง ขวดโค้กนอนอยู่ด้านล่างของหลุม ขวดโค้กมีน้ำหนัก ก็มีแรงเสียดทาน (ทั้งแรงเสียดทานสถิต และ จลน์)
• หลุมขดไปมา (dog leg)
• หลุมขรุขระมีเหลี่ยมมุม (rugosity)
• ความเร็ว ช้า ในการหย่อนลง และ ดึงขึ้น (running, pulling speed) มีผลต่อความ ยืด และ หด
• น้ำโคลนแบบน้ำ ไม่ลื่นปรืดเท่าน้ำโคลนแบบน้ำมัน
• ชั้นหินทรายทำให้เกิด mud cake ที่ผนังหลุม หนาบาง และ ยาวสั้น ไม่เท่ากัน ขวดโค้ก และ เชือก ก็หนืดติดผนังหลุมไม่เท่ากัน ยืด หด ก็ไม่เท่ากัน (friction factor)
• Dynamic ของการเคลื่อนที่ – บนปากหลุม เราเห็นเชือกถูกสาวขึ้น (หรือหย่อนลง) แบบความเร็วคงที่ as smooth as silk แบบเจ้าป้า แต่ขวดโค้กเคลื่อนที่แบบแท๊กซี่ใจร้อนติดไฟแดง คือ กระชากๆ หยุดๆ เพราะ แรงกระชาก + ความเฉื่อย เหมือนลากอะไรสักอย่างบนพื้นฝืดๆ ด้วยเชือกยาวๆ
• อุณหภูมิ ยิ่งลึกยิ่งร้อน เชือกข้างล่างขยายตัว ยืดมากกว่าเชือกข้างบน
• ฯลฯ

ไงครับ ปวดกระบาลล้านแปดดีไหมครับ เราไม่รู้หรอกว่า จริงๆขวดโค้ก ในที่นี้คือ เครื่องมือวัด (logging tools) มันอยู่ตรงไหนในหลุมกันแน่ ทั้งขาขึ้น และ ขาลง ทั้งๆที่เราอุตส่าห์วัดความยาวเชือกที่ปากหลุมได้อย่างแม่นยำ

เราอาจจะคิดว่า แหม wireline cable มันอ่อน มันยืดหดได้ แต่ก้านเจาะมันแข็ง มันไม่ยืดหดมากหรอก

Drill Pipe ท่อขุด ท่อเหล็กธรรมดาที่ไม่ธรรมดา ไม่ธรรมดาตรงไหน

หุหุ คิดผิดคิดใหม่ได้ ก้านเจาะขนาด 4″ – 5.5″ ที่เราใช้กันเนี่ย เอามาต่อกันยาว 3 กม. มันก็ไม่ต่างกับเส้นสปาเก็ตตี้ที่เราเอาไปผัดขี้เมาหรอกครับ มันก็ยืดหดได้แหละ มันทำด้วยเหล็กกล้าผสมคาร์บอน (carbon steel) นิ

แถมเวลาเราวัดความลึกหลุมด้วยก้านเจาะเนี้ย เราวัดด้วยตลับเมตรทีล่ะท่อนๆ แล้วเอามาบวกกัน (pipe tally)

สมมุติว่าก้านหนึ่งยาว 10 ม. เราวัดพลาดไป 5 มม. หลุมลึก 3000 เมตร ก็เท่ากับเราสามารถพลาดได้ถึง 5 x 3000/10 = 1500 มม. หรือ 1.5 ม. เลยทีเดียว แต่เราก็มักจะเข้าข้าตัวเองว่า แหม ก้านนี้พลาด +5 มม. ก้านนั้นพลาด -5 มม. 300 ก้าน เจ๊า กันไป 555 🙂

เราวัดความยาวเคเบิ้ลที่ปากหลุมอย่างไร

เบสิกๆครับ เราใช้ลูกล้อเหล็ก 2 – 4 ลูก (แล้วแต่ยี่ห้อ) ประกบสายเคเบิ้ลครับ

ถ้าสายเคเบิ้ลเคลื่อนไป 1 ม. ลูกล้อก็หมุนไปจำนวนรอบเส้นรอบวง 1 ม. เช่นกัน … แน่นอนว่า นั่นก็นะ โลกสวย (อีก)

ในความเป็นจริงสายเคเบิ้ลมันก็ลื่นนะ สายเคเบิ้ลติดน้ำโคลนลื่นๆมา ถึงแม้ว่าจะมีน้ำล้าง มีลมเป่าให้แห้งที่ปากลุม ก่อนมาถึงลูกกลิ้งวัดระยะทาง

แต่อย่าลืมว่า สายเคเบิ้ลอยู่ในหลุม มีความดันสูง น้ำโคลนมันโดนแรงกดดันซึมเข้าไปในเกลียว 2 ชั้น พอล้างน้ำ พ่นลม ที่ปากหลุม มันก็แห้งดี แต่สักพัก น้ำโคลนที่ซึมลึกอยู่ในสายเคเบิ้ลมันก็ซึมออกมาเคลือบสายเคเบิ้ล มันแผล็บ

นั่นทำให้ สายเคเบิ้ลเคลื่อนไป 1 ม. (ไม่ว่าขึ้นหรือลง) ลูกล้อก็หมุนไปจำนวนรอบเส้นรอบวงน้อยกว่า 1 ม.

ถ้าขาหย่อนลง เครื่องมือวัดเราก็กระแทกก้นหลุมก่อนเราคิดไว้ (เราหย่อนลงไปตั้งเยอะกว่าที่เราวัดได้)

แต่ถ้าขาสาวขึ้น หัวเครื่องมือก็จะเอ๋เราที่ปากหลุมก่อนเราคิดไว้ (เราสาวขึ้นมาตั้งเยอะแต่วัดได้น้อยกว่าสาวขึ้นจริง)

เฮ้ย … กูล่ะเหนื่อย

นอกจากปัจจัยวุ่นวายในหลุมแล้ว การวัดที่ปากหลุม ก็เพิ่มความปวดกระแบนเหน็บเข้าไปอีก จนแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่เราจะรู้ตำแหน่งที่แน่นอนของเครื่องมือเรา ณ. ขณะใดๆ ไม่ว่าจะตอนหย่อนลง หรือ สาวขึ้น

งั้นเรามาตกลงกันดีกว่า

ในสมัยผมอยู่ในสนาม หลุมยังตรงๆ หรือ เอียงนิดหน่อย เหมือนตะเกียบพิงพนัง (คือ ไม่พิศดารอย่างทุกวันนี้)

เราใช้วิธีคร่าวๆในการวัดความยาวเคเบิ้ลขาลงนี่แหละ แล้ว มีกราฟง่ายๆ เพื่อคำนวนหาความยืดของสายเคเบิ้ลอันเนื่องจาก 5 ปัจจัยเบสิก

• ประเภท ชนิดขนาด สายเคเบิ้ล ยี่ห้อ รุ่น
• อุณหภูมิก้นหลุม
• ความลึก
• น้ำหนักของเครื่องมือ
• ค่าความตึงที่อ่านได้ตอนหย่อน (tension down) ใกล้ๆถึงก้นหลุม

เลือกกราฟให้ถูกแผ่น เล็งดีๆ ใช้ดินสอแหลมๆ จุดแม่นๆ ขีดเส้นตรงๆ ก็จะได้ ค่าความยืด (L1) แล้วเอาไปบวกกับความยาวสายเคเบิ้ล L ที่อ่านได้จากลูกล้อเหล็ก (odometer) นั่นก็พออนุโลมได้ว่าเป็นความลึกหลุม

สมัยนี้เข้าใจว่า ใช้ซอฟแวร์คำนวน และ เพิ่มปัจจัยอื่นๆอีกมากว่าเข้าไปในการคำนวน เช่น เพิ่ม ความเอียง ความขด dog leg ชนิดน้ำโคลน ฯลฯ

แต่ก็นั่นแหละ ดีขึ้น แต่มันก็ยังไม่ใช่ของจริงหรอก

log ขาขึ้น vs. log ขาลง

เพราะว่า ยืดหด ขาลงกับขาขึ้น มันไม่เท่ากัน แถมยังขึ้นกับความใจร้อน ในการหย่อนลง และ สาวขึ้น ทีนี้ ชาวประชา wireline logging ก็เลยมาตกลงกันว่า งั้นเราบันทึกขาลากขึ้นก็แล้วกันเป็นมาตราฐาน

แต่ถ้าใครจะ log down ตอนขาลงเอาไว้กันเหนียว เผื่อเครื่องมือติด ดึงไม่ขึ้น ต้องเสียเครื่องมือในหลุม อย่างน้อยก็จะมีค่าที่บันทึกไว้ตอนขาลง แบบนั้นก็ไม่ว่ากัน ทำนอง กำขี้ดีกว่ากำตด

การ log down ก็มีข้อเสียสำหรับบางเครื่องมือวัดใหม่ๆที่ออกแบบมาให้วัดด้วยการเคลื่อนที่ทางเดียว (ตำแหน่งของ transmitter และ receiver/ sensors) อาจจะวัดได้ แต่คุณภาพข้อมูลอาจจะไม่ดีนัก (แต่ก็ดีกว่าไม่มีอะไรเลย)

แต่ตอนหย่อน ก็ต้องหย่อนช้าๆลงนะ เพราะหย่อนเร็วๆ เครื่องมือมันอ่านค่าปิโตรฟิสิกส์ไม่ทัน

อีที่นี้การหย่อนลงช้าๆ มันใช้เวลาเยอะ หลุมที่สภาพทางธรณีอ่อนไหวอาจจะเสียสภาพไปเสียก่อนที่จะหย่อนลงถึงก้นหลุมแล้วเริ่ม log up ซึ่งก็ต้องใช้เวลาอีก พูดง่ายๆ ทิ้งหลุมเปิดเอาไว้นาน ทำให้เสี่ยงที่จะหลุมจะพังลงมา

แถมถ้าหลุมร้อนมากๆ เก็บข้อมูลทั้งขาลงและขาขึ้น เครื่องมืออยู่ในหลุมนาน อาจจะสุกไหม้เกรียมไปเสียก่อนงานเสร็จ

ทุกการตัดสินใจมีความเสี่ยงครับ มีทั้งข้อดีข้อเสีย ต้องไปตัดสินใจกันเอาว่า หลุมนี้จะเอาไง

หลักการง่ายๆคือ หลุมที่ไม่เสถียร ร้อน อันตราย เรามักจะยอมเสียเวลา log down เผื่อมีอะไรเกิดขึ้นก็มีข้อมูลอยู่บ้างในมือ

ทางแก้ปัญหาในทางปฏิบัติ

เนื่องจากวัดความลึกที่จุดต่างๆ มันมีปัญหาเชิงเทคนิค มันมีปัญหาแบบนี้ ถึงจะตกลงกันว่าจะเอางี้นะ มันก็เป็นทางออกหนึ่งเท่านั้น ในทางปฏิบัติ แทนที่เราจะไปวัดความลึกหลุมเทียบกับปากหลุม เราก็ย้ายจุดอ้างอิงจากปากหลุมไปที่ในหลุมซะ เอาจุดอ้างอิงที่ไม่มีทางเปลี่ยนไปไหนได้ ซึ่งก็คือ ชั้นหินนั่นเอง

ในทางปฏิบิติ เราจะมีหลัก อยู่ log หนึ่ง โดยมาก เราใช้ ค่ารังสีแกมม่าธรรมชาติ (Natural gamma ray) จาก การทำครั้งแรก ซึ่งโดยมากก็ resistivity log นั่นแหละ

การบันทึกถัดๆมา เราก็เอา เครื่องมือวัด gamma ray นี้ใส่เข้าไปด้วย แล้วเราก็ปรับความลึกให้เท่ากัน (tied in)

เช่น gammy ray จาก log แรก มีค่าสูงมากๆ เราเรียก peak (หรือ ต่ำมากๆ เราเรียก valley) 3 จุด ที่ความลึก 2500, 2510 และ 2515 ม. พอเรา ทำ log ถัดๆมา เราก็เลื่อนความลึกของ 3 peaks นี้ให้ตรงกับ 2500, 2510 และ 2515 ม.

peak 3 peaks นี้ 2500, 2510 และ 2515 ม. มันไม่เคลื่อนเลื่อนไปไหนแน่นอน ความลึกของค่าฟิโตรฟิสิกส์อื่นทุกๆค่าที่เราวัดของหลุมนั้น ก็จะสัมพัทธ์อยู่กับกราฟ gamma ray ตลอดทั้งช่วงของหลุม

ดังนั้นจะเห็นว่า ความลึกของหลุมจากการวัดด้วยสายเคเบิ้ล เราต้องพิถีพิถันมากๆก็ตอนเราทำ log แรก เท่านั้นแหละครับ เพราะมันจะคือ ความลึกที่ใช้อิง (โยงกับ gamma ray) ไปเรื่อยๆ

(นั่นแปลว่า เราต้องมีเครื่องมือวัด gamma ray อยู่ในเครื่องมือทุกๆครั้ง)

ความลึกของหลุมจากการวัดด้วยสายเคเบิ้ลตอนเราทำ log ถัดๆมา ไม่ต้องละเอียดเป๊ะมากก็ได้ เพราะเดี๋ยวเราก็ต้องไปปรับเลื่อน (shift) อยู่ดี

สรุป

ข้อสังเกตุเล็กๆในเรื่องนี้ก็ คือ เมื่อทางวิศวกรรมไม่มีข้อตงลงกันชัดว่าเอาไงแน่ และ ทุกอย่างมีทั้งข้อดีข้อเสีย

การที่เอาทุกคนที่เกี่ยวข้องมาตกลงกันซะ ยอมรับข้อจำกัด มันก็เป็นทางเลือกทีดีทางหนึ่ง แทนที่จะไปดันทุรังหาทางออกที่เป๊ะๆทางวิศวกรรมที่มันซับซ้อนและอาจจะใช้ค่าใช้จ่ายเยอะ ทำนองขี่ช้างจับตั๊กแตก

ทั้งๆที่จริงๆแล้ว เราแค่ต้องการผลิตปิโตรเลียม ออกจากชั้นหินที่ต้องการ ความเม่นยำของความลึกหลุม หรือ ตำแหน่งของเครื่องมือเมื่อเทียบกับปากหลุม มันเป็นแค่ทางผ่าน (หรือทางออกหนึ่งถ้าทำสำเร็จ)

การเอาทุกอย่างมาสัมพัทธ์กับ gamma ray ทุกอย่างก็จบ ตอบโจทย์ของเราได้เช่นกัน 🙂

• Facebook
• Twitter
• Line