跟上次一樣,先聲明本篇純屬個人見解,不代表公司或任何團體的看法。

Slimhole,台灣多稱為小孔徑或小口徑鑽井,大約20年前曾經熱門了一陣子...這個字眼總會以幾年的間隔再次出現在我耳邊,就像個幽靈或某種咒語。

如同"小孔徑"字面的意思,這個"slimhole"只要比傳統(油氣)井的井孔小就算數了,並沒有統一的嚴格定義。 比較常見的分界是井徑小於6",可參考業界頂尖SLB公司(就是Schlumberger,最近改了名子)的網頁說明;也有些資料認為要全井大部分區間的井徑都小於傳統設計,才能算是slimhole。 至於要怎麼達成這個小孔徑? 光看名詞(再加上滿坑滿谷多少有點業配感的文章)可能覺得很神祕,實際上呢: 

1.沿用傳統鑽井方式,只是把各階段的鑽頭/井孔及套管都縮小一兩個尺寸。以台灣常見的水井,用到5-7/8"的三錐鑽頭就算是一種slimhole。

2.礦業/地質鑽探用的連續取心工法(Diamond drilling):就算最大的PQ尺寸井孔,直徑也只有122.6mm,不到5",常見的HQ更是不到4",因此先天就都算是slimhole。(連續取心是一套精巧的設備與工法,與傳統鑽井天差地遠,改天有機會再介紹)

是不是覺得沒啥稀奇了? 從這張圖就一目了然,左邊是傳統設計,右邊則是slimhole(引用自https://petroblogweb.wordpress.com/2016/08/06/slimhole-drilling/,其實我要講的這篇都有,英文好的可以自己去看):

slimhole

這是比較極端的例子,尺寸縮了不少(看深部是連續取心的尺寸)。一般大概只會縮個一級,例如原本12-1/4"變成9-7/8",9-7/8"變8-1/2"等等。

回到主題,為什麼會有slimhole這種做法呢? 原始發想跟它時不時被提到的原因一樣--主要還是省錢,而不是在技術上有什麼優勢,真要說,技術缺點還一大堆。至於為什麼會省錢? 這可以仔細講一下,順便破除一些slimhole=便宜的迷思...

  1. 孔徑小=比較小台的鑽機和泥漿泵浦、較少的人力、較小的場地面積。--因此,如果只是拿一樣的鑽機鑽比較小的井孔,這裡能省的就有限
  2. 泥漿和鑽出的岩屑量都減少,降低處理費用;連續取心幾乎可以用清水鑽,岩屑也更少,還可以取得地層岩心。
  3. 鑽頭/鑽具/套管尺寸縮小,節省採購和消耗成本,下水泥的量也大幅降低。
  4. 為避免想當然爾一定要先寫:slimhole的優點不包含減少工期,甚至可能延長,後面會說到原因。

正因為便宜和鑽機等級要求較低,如果要鑽探勘井或是對產量要求不高的小口徑生產井(用來把油氣田剩餘的少量油氣產完),就很適合用slimhole,後者甚至可以用修井機打。至於哪一項可以省最多? 不同公司或個案會有很大差異,通常是第1項最為顯著(對,鑽機跟人都很貴...)。但,就像上面寫的,如果沒有因為採用slimhole而換成更小的鑽機,省錢的效果就少了一截。

相對於便宜的優點,以下針對以傳統鑽井方式縮減井徑來看它的缺點(連續取心則有另外不同的優缺點,這裡先不提)。 每次講到這類議題,就常想到忘了哪個前輩說的:免錢的最貴  為了省錢(提早)縮小口徑,最後常會花更多

  1. (相當致命的)鑽桿那些器材的直徑小,機械強度就低,容易斷;然後因為環孔空間也小,因此很難打撈,提高廢井風險。
  2. 高階電測工具通常需要5~6吋以上的井徑。slimhole帳面尺寸或許勉強能滿足,但間隙太小就容易卡住,對,然後又很難打撈。
  3. 牽涉到鑽進原理,三錐鑽頭尺寸越小,通常就需要越高的轉速才能維持鑽進率。但鑽頭轉速有其上限,結果往往是鑽的更慢,工期增加,抵銷省錢的優勢;另外環孔空間小造成泥漿循環效率差,更進一步惡化問題。
  4. 沒有足夠的空間給定向鑽具"轉彎",所以不容易定向,比較適合打直井。
  5. 探勘井很難轉為生產井(雖然這想法本來就有爭議...又是另一難解的迷思);就算硬拿來生產,井徑縮小限制開孔面積及油管或泵浦的尺寸,則會影響產率。以台灣一般的水井為例,沉水泵浦至少需要3~4"的套管內徑,而且和6"以上的泵浦比起來,這類小口徑泵浦的最大揚程和流量都差很多。 然後太小的間隙,泵浦又容易卡住,尤其是有出砂的時候。
  6. 看似過大的孔徑,同時也是遇到井下問題時的餘裕;降了一個等級,遇到困難時沒有多下一次套管的空間,探勘井或許因此打不到預定深度,或生產套管無法達到原設計的尺寸,最壞的狀況井就白打了。

所以,slimhole能不能省錢? 預設條件下的確會便宜很多,特別是對機具/用地的要求較低,無論是自己做或找廠商做都有更多彈性。但省下來的成本也不是毫無代價,尤其台灣地質異常複雜,要用傳統設計或是小孔徑鑽井,還是要先把鑽井目的,地質狀況和機具能量、風險這些問題考慮清楚,而不是把slimhole套用到任何場合,最後才發現不符需求或真的花更多錢才解決,那可就不好玩了....

 

 

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