Text Size

ข้อมูลการดำเนินงาน

pic01

เทคนิคการเจาะหลุมปิโตรเลียม

     ในระหว่างการเจาะหลุมหรือการหยั่งธรณีหลุมเจาะ บางครั้งอาจเกิดเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิดขึ้น เช่นก้านเจาะขาด หัวเจาะหรือชิ้นส่วนของหัวเจาะ ตลอดจนเครื่องมือที่ใช้ในการหยั่งธรณีหลุมเจาะขาด หล่นหรือติดอยู่ในหลุม อุปกรณ์เหล่านี้บ้างมีราคาแพง และจะเป็นอุปสรรคต่อการเจาะหลุมต่อไป ดังนั้นจึงต้องพยายามกู้อุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นมา วิธีการกู้อุปกรณ์นี้เรียกว่า Fishing เครื่องมือที่ใช้มีหลายแบบ ขึ้นกับจุดประสงค์ของการใช้งาน จะกู้อุปกรณ์ชนิดใด เช่น ก้านเจาะ ชิ้นส่วนหัวเจาะ เป็นต้น การกู้อุปกรณ์ทำโดยต่อเครื่องมือเข้ากับก้านเจาะแล้วหย่อนลงไปในหลุมจนถึงจุดที่อุปกรณ์ติดค้างอยู่ เช่น การกู้ก้านเจาะที่ขาดติดอยู่ในหลุมก็จะใช้ Overshot ที่มีลักษณะเป็นทรงกระบอกกลวง ภายในมีลิ่มที่สามารถถ่างออกได้ เมื่อสวมเข้ากับก้านเจาะเพื่อใช้จับก้านเจาะหรือบางครั้งเป็นเกลียวเล็กคมที่เมื่อหมุน Overshot แล้วจะขันตัวเองเข้ากับก้านเจาะ เพื่อใช้ดึงก้านเจาะที่ติดค้าง ขึ้นจากหลุม นอกจากนี้ยังมีเครื่องมือกู้อีกหลายแบบ เช่น แบบที่มีลักษณะเป็นตะขอ ใช้ควานเกี่ยวสายเคเบิลที่หลุดอยู่ในหลุม หรือแบบที่เป็นแม่เหล็กถาวร ใช้เก็บเศษชิ้นส่วนที่เป็นเหล็ก เช่น เศษหัวเจาะ อย่างไรก็ตาม บางครั้งไม่สามารถกู้อุปกรณ์ขึ้นมาได้ อาจเป็นเพราะไม่มีเครื่องมือที่เหมาะสมอยู่บนแท่นเจาะ หรืออุปกรณ์ที่อยู่ในหลุมติดแน่นมาก จึงต้องทำการอุดซีเมนต์ปิดหลุมช่วงดังกล่าว แล้วทำการเจาะหลุมทะแยง (Side Track) เลี่ยงออกไป ข้อมูลที่ได้จากการหยั่งธรณีหลุมเจาะ บางครั้งอาจไม่เพียงพอสำหรับการวางแผน ตัดสินใจพัฒนาแหล่งปิโตรเลียม จึงต้องทำ การทดสอบอัตราการไหลของหลุม (Drill Stem Test; DST) เพื่อให้ได้ข้อมูลทางด้านวิศวกรรม เช่น ความกดดัน อัตราการไหล และความสามารถในการผลิตของแหล่ง และการประมาณการขนาดของแหล่ง เครื่องมือที่ใช้ทดสอบแบ่งเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนที่อยู่ใต้ดินประกอบด้วย ปืนยิงปรุผนัง (Perforating Gun) ที่ใช้ยิงทะลุผนังท่อกรุในหลุมเจาะ มาตรวัดความดันและอุณหภูมิก้นหลุม ตัวปิดกั้น (Packer) ที่ใช้แยกมิให้ของไหลในแต่ละชั้นปะปนกันในระหว่างการทดสอบ และท่อทดสอบที่มีวาล์วบังคับปิด/เปิดเป็นช่องทางให้ของไหลขึ้นสู่พื้นผิว เครื่องมือส่วนที่อยู่บนผิวดินประกอบด้วย มาตรวัดความดันและอุณหภูมิที่ปากหลุม ระบบควบคุมอัตราการไหล(Choke Manifold) ซึ่งเป็นวาล์วใช้ปรับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อนำก๊าซ Separator ที่ใช้ในการแยกของไหลที่ได้จากการทดสอบ และระบบเผาของไหลที่ได้จากการทดสอบ (Flare System) วิธีการทดสอบ คือ หย่อนเครื่องมือทดสอบลงไปในหลุมเมื่อถึงตำแหน่งที่จะทดสอบ ก็บังคับให้ตัว Packer กางออก เพื่อแยกมิให้มีของไหลจากชั้นอื่นเข้ามาปนในระหว่างการทดสอบ อัดก๊าซลงไปตามก้านทดสอบ (ปกติใช้ก๊าซไนโตรเจนซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อย) เมื่อได้ความดันตามแผนทดสอบแล้ว Perforating Gun จะยิงกระแทกทะลุผนังท่อกรุและผนังหลุม เข้าไปในชั้นหิน ให้ของไหลจากชั้นหินไหลเข้าสู่หลุมได้ จากนั้นเปิดวาล์วในก้านทดสอบให้ของไหลไหลขึ้นสู่ปากหลุม ขณะเดียวกันก็จะทำการปรับ Choke Manifold เพื่อให้ของไหลมีอัตราการไหลสม่ำเสมอ วัดความดันและอุณหภูมิทั้งที่ก้นหลุมและปากหลุมไปพร้อมกัน ของไหลที่ได้จะผ่านไปยัง Separator เพื่อแยกชนิดของไหลและเก็บสุ่มตัวอย่างเป็นระยะ นำไปวิเคราะห์หาส่วนประกอบและวัดค่าความร้อน ของไหลที่เหลือจะผ่านไปยังระบบ Flare เพื่อเผาทิ้ง การเปิด/ปิดวาล์วเพื่อให้ของไหลไหลขึ้นปากหลุมนั้น จะกระทำ 4 ช่วง คือ ช่วงที่1 เรียก Initial Flow เปิดให้มีการไหลเป็นระยะเวลาช่วงสั้นๆ ประมาณ 5-15 นาที เพื่อทำความสะอาดหลุม ช่วงที่2 เรียก Initial Shut-in จะปิดหลุมไม่ให้มีการไหลเป็นช่วงเวลาสั้นๆประมาณ 30-60 นาที เพื่อให้ความดันในชั้นหินที่ทดสอบมีการปรับตัวให้อยู่ในสภาพสมดุล ช่วงที่3 เรียก Main Flow เปิดให้มีการไหลเป็นเวลานานหลายชั่วโมงหรือหลายวัน เพื่อตรวจสอบว่า ชั้นที่ทดสอบนั้นสามารถผลิตปิโตรเลียมได้มากเท่าไรในระยะเวลา 1 วัน ช่วงที่4 เรียก Main Shut-in จะปิดหลุมไม่ให้มีการไหลเป็นเวลานานอย่างน้อย 2 เท่าของช่วง Main Flow เพื่อตรวจสอบความดันในชั้นหิน ว่าต้องใช้เวลานานเท่าไรในการปรับตัวให้อยู่ในสภาพสมดุลและความดันในชั้นหินลดลงหรือไม่ ค่าความดันที่ก้นหลุมที่ได้จะแสดงด้วยเส้นกราฟเปรียบเทียบระหว่างความดันกับระยะเวลา เพื่อใช้ในการแปลความหมาย หาขนาดรูปร่างของแหล่งกักเก็บ โครงสร้างหรือลักษณะทางธรณีวิทยาที่กีดขวางการไหลของปิโตรเลียมในแหล่งกักเก็บ

     อนึ่งการทดสอบอัตราการไหล อาจมีของไหลไหลขึ้นมาถึงปากหลุมหรือไม่ก็ได้ ทั้งนี้อาจเป็นเพราะชั้นหินมีความดันไม่มากพอที่จะดันของไหลขึ้นสู่ปากหลุมหรือเศษดินหินอุดตันในก้านทดสอบ หรือเนื่องมาจากสาเหตุอื่นๆ เมื่อการปฏิบัติงานเจาะหลุมดำเนินมาถึงช่วงนี้ นับว่าเกือบสิ้นสุดแล้ว งานในขั้นสุดท้ายของการเจาะหลุมก็คือ การเตรียมหลุมเพื่อการผลิต (Well Completion) ในกรณีที่เจาะหลุมผลิต หรือการสละหลุม (Plug & Abandon) ในกรณีที่เป็นหลุมสำรวจ หลุมแห้ง หรือหลุมเจาะที่ไม่ใช้ประโยชน์แล้ว การเตรียมหลุมเพื่อการผลิต (Well Completion) เป็นขั้นตอนต่อจากการหยั่งธรณีหลุมเจาะ เริ่มโดยการติดตั้ง Casing Hanger ลงในหลุมและยึดติดแน่นกับท่อกรุชั้นกลาง (Intermediate Casing) ที่ใกล้กับปลายท่อกรุ เพื่อทำหน้าที่ยึดแขวนท่อผลิต (Production Tubing) ที่จะลงต่อไป หลังจากลงท่อผลิตไปจนถึงชั้นความลึกที่ต้องการแล้ว ก็อัดซีเมนต์ลงไปตามท่อผลิตและให้ผ่านกลับขึ้นมาในช่องว่างระหว่างท่อผลิตกับผนังหลุม เพื่อแยกชั้นหินที่จะผลิตปิโตรเลียมออกจากชั้นหินอื่น ป้องกันมิให้ของไหลจากชั้นหินอื่นไหลเข้ามาปะปนและป้องกันมิให้ปิโตรเลียมจากชั้นที่ต้องการผลิตไหลไปสู่ชั้นหินที่อยู่เหนือหรือใต้ลงไป จากนั้นหย่อนปืนยิงปรุผนังหลุมลงไปในท่อผลิตจนถึงช่วงที่จะทำการผลิต ตัวปืนซึ่งมีวัตถุระเบิดและกระสุนเหล็กกล้าบรรจุอยู่จะถูกบังคับให้ทำงานด้วยไฟฟ้า โดยยิงกระสุนเหล็กออกไปโดยรอบทะลุผ่านท่อผลิต ซีเมนต์ และผนังหลุม ทำให้ปิโตรเลียมไหลเข้าสู่ท่อผลิต จากนั้นจึงติดตั้งวาล์วนิรภัยในท่อกรุชั้นกลาง และชุดของวาล์วที่เรียกว่า Christmas Tree ที่ปากหลุม ตรวจ ทดสอบและปรับการทำงานของวาล์ว ก่อนที่จะเปิดวาล์วให้ปิโตรเลียมไหลเข้าสู่ระบบการผลิตต่อไป

iconการสละหลุมถาวร (Plug & Abandonment) ส่วนใหญ่มักกระทำในหลุมสำรวจ แต่บ้างครั้งผลการเจาะหลุมเพื่อผลิตก็อาจเป็นหลุมแห้งได้ หรือหลุมที่ไม่ใช้ประโยชน์แล้ว จะต้องอุดหลุมด้วยซีเมนต์ป้องกันมิให้ของไหลที่มีอยู่ในชั้นหินไหลไปสู่ชั้นหินอื่นที่อาจทำลายชั้นหินกักเก็บปิโตรเลียมที่อยู่ใกล้เคียง หรือไหลเข้าไปปนเปื้อนชั้นน้ำใต้ดิน ตัวอย่างขั้นตอนการสละหลุมมีดังนี้ ในกรณีที่มีการทดสอบอัตราการไหลของหลุม ต้องทำการอัดซีเมนต์ (Squeeze Cement) เข้าไปในชั้นหินที่ทดสอบทุกช่วง จากนั้นเติมน้ำโคลนลงในหลุม เพื่อรักษาสภาพสมดุล และติดตั้งตัวปิดกั้นหลุมที่เรียกว่า Bridge Plug ในท่อกรุชั้นในสุดเหนือชั้นหินดังกล่าว บน Bridge Plug นี้จะอุดซ้ำด้วยซีเมนต์ (มาตรฐานทั่วไปใช้ซีเมนต์หนาประมาณ 150 ฟุต) เหนือซีเมนต์ช่วงนี้จะเป็นน้ำโคลนอีกช่วงหนึ่ง และตามด้วยซีเมนต์อีกช่วง (ซีเมนต์หนาประมาณ 300 - 500 ฟุต) การอุดซีเมนต์ในท่อกรุในชั้นถัดมาก็จะทำเช่นเดียงกับช่วงแรก เพียงแต่อาจไม่จำเป็นต้องมี Bridge Plug

เอกสารอ้างอิง

     กองเชื้อเพลิงธรรมชาติ : " การสำรวจปิโตรเลียมในประเทศไทย " ข่าวสาร สธท. เมษายน 2526 หน้า 20-28

     กองเชื้อเพลิงธรรมชาติ กรมทรัพยากรธรณี : ความรู้เรื่องปิโตรเลียม; เอกสารเผยแพร่

     ดร. เฉลิมเกียรติ ทองเถาว์ : การสำรวจปิโตรเลียมโดยวิธีวัดคลื่นไหวสะเทือน (Seismic Survey); ข่าวสาร สธท. ฉบับที่ 7-8 พฤษภาคม-มิถุนายน 2528

     ดร. เฉลิมเกียรติ ทองเถาว์ : การสำรวจปิโตรเลียมโดยวิธีวัดคลื่นไหวสะเทือน แบบ 3 มิติ (3 Dimensional Seismic Survey); ข่าวสาร สธท. ฉบับที่ 1 เมษายน 2529

     พลตรีนิรัตน์ สมัถพันธุ์ : " กิจการน้ำมันที่อำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่ " ข่าวสารการธรณี ฉบับ พิเศษ 100 ปี กรมทรัพยากรธรณี อมรินทร์พริ้นติ้งกรุ๊พ 2534 หน้า 95-104

     ยงยุทธ ตรังคชสารและคณะ : ปิโตรเลียมเมืองสยาม; สถาบันปิโตรเลียมแห่งประเทศไทย 2536, 177 หน้า

     Daniel Yergin,1991 : The Prize, Simon & Schuster Ltd. London 885 p.

     Mineral Fuel Division : Annual Report Petroleum & Coal Activities in Thailand 1997, Dept. of Mineral Resources, 57 p.

สำรวจกรมเชื้อเพลิงธรรมชาติ