Устройство и способ селективной обработки продуктивного пласта

Группа изобретений относится к горному делу, используется при освоении и эксплуатации нефтяных скважин. Способ включает последовательное проведение ГРП и промывки кольцевого зазора в межпакерном пространстве каждого интервала продуктивного пласта. Интервал, подлежащий обработке, расположенный в межпакерном пространстве, фиксируют механическим якорем и производят подачу под давлением рабочей жидкости в полость НКТ, порт ГРП и изолируют интервал продуктивного пласта пакерами с чашечными уплотнительными элементами. После ГРП осуществляют промывку кольцевого зазора в межпакерном пространстве. В первом цикле вымывают мусор из верхней области межпакерного зазора через окна порта ГРП вверх по НКТ. Во втором цикле вымывают мусор из нижней области межпакерного зазора и чашечных уплотнителей, продвигая смесь по внутренней полости устройства за его пределы в скважину. Устройство содержит последовательно установленные на НКТ механический якорь (1), нижний проходной пакер (3), порт ГРП (4), верхний проходной пакер (5) и центратор (6). Проходные пакеры (3) и (5) снабжены чашечными уплотнителями (8) и (9), которые направлены к порту ГРП (4). Корпус порта ГРП разделен перегородкой на верхнюю часть, в которой выполнены окна, и нижнюю часть, в которой расположены промывочные отверстия, обеспечивающие гидравлическую связь межпакерного затрубного зазора с внутренней полостью устройства. Расстояние между нижним проходным пакером и промывочными отверстиями не превышает двух диаметров обсадной трубы. Повышается эффективность обработки продуктивного пласта, надежность, снижается аварийность, увеличивается срок службы устройства. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к горному делу, используется при ремонте и эксплуатации нефтяных скважин, предназначено для селективной обработки продуктивного пласта за одну спускоподъемную операцию с промывкой затрубного пространства в реальном времени при проведении внутрискважинных работ.

Одной из основных проблем, оказывающих влияние на эффективность ремонта и эксплуатацию нефтяных скважин, является осложнение, возникающее при их обработке, в частности прихват внутрискважинного оборудования. Частой причиной такого осложнения является заклинивание инструмента при перемещении вверх по скважине из-за присыпания различными механическими примесями кольцевого пространства между скважинным оборудованием и эксплуатационной колонной, в частности спрессованным проппантом. Ликвидация аварий, связанных с прихватами, является сложной, трудоемкой и дорогостоящей операцией.

Для решения этой проблемы используются известные технологии для предотвращения аварий, основанные на улавливании и выведении механических примесей из скважины, в том числе из примыкающих к ней областей.

Одной из мер, позволяющей избежать аварийной ситуации в скважине из-за прихвата внутрискважинного оборудования, является обеспечение качественной промывки полостей между скважинным инструментом и эксплуатационной колонной, особенно в зоне продуктивного пласта, а также внутренних полостей оборудования, используемых для технологических жидкостей.

Для удаления механических примесей (мусор зернистой породы или пластовый песок) из затрубного пространства используются устройства, содержащие различные фильтрационные приспособления, улавливающие элементы и емкости для складирования.

Известен способ работы скважинной струйной установки, предусматривающий промывку области продуктивного пласта после проведения гидроразрыва пласта (далее ГРП) с использованием скважинной струйной установки (патент РФ №2273772, публ. 10.04.2006, бюл. 10). Способ, заключается в том, что спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (далее НКТ) скважинную установку в составе струйного насоса со ступенчатым проходным каналом в его корпусе и, расположенные ниже струйного насоса, пакер с проходным каналом и хвостовик с входной воронкой. Затем производят распакеровку пакера, который установлен выше продуктивного пласта. Далее устанавливают в ступенчатом проходном канале струйного насоса блокирующую вставку с центральным проходным каналом и проводят закачку жидкости гидроразрыва или смеси жидкости гидроразрыва с химическими реагентами в продуктивный пласт. После этого извлекают на поверхность блокирующую вставку и спускают через НКТ в скважину гибкую трубу, которую пропускают через герметизирующий узел с возможностью ее перемещения. Герметизирующий узел устанавливают в процессе спуска гибкой трубы в ступенчатом проходном канале струйного насоса. Нижний конец гибкой трубы устанавливают ниже или на уровне нижнего интервала перфорации продуктивного пласта.

Далее по затрубному пространству скважины подают в сопло струйного насоса жидкую рабочую среду и проводят дренирование продуктивного пласта путем создания в подпакерном пространстве скважины депрессии на продуктивный пласт.Одновременно или после создания стабильной депрессии на продуктивный пласт проводят подачу в скважину по гибкой трубе жидкость для промывки забоя. Соотношение между давлением жидкости в гибкой трубе и давлением жидкости в затрубном пространстве скважины поддерживается в диапазоне (Pr:Рр)≤0,98.

После откачки из продуктивного пласта жидкости объемом, равным не менее двум объемам закачанной в продуктивный пласт жидкости гидроразрыва или смеси жидкости гидроразрыва с химическими реагентами, прекращают подачу в гибкую трубу жидкости для промывки забоя скважины.

Не ранее чем через 5 мин прекращают подачу жидкой рабочей среды в сопло струйного насоса и извлекают из скважины гибкую трубу с герметизирующим узлом. Затем с использованием струйного насоса проводят гидродинамические и геофизические исследования продуктивного пласта для оценки его продуктивности. После этого проводят работы по запуску скважины в эксплуатацию.

Используемая для осуществления способа скважинная струйная установка содержит установленные на колонне НКТ пакер с проходным каналом, струйный насос, в корпусе которого размещены сопло и камера смешения с диффузором. Кроме того, в струйном насосе выполнен ступенчатый проходной канал. Ниже струйного насоса расположен хвостовик с входной воронкой. В ступенчатом проходном канале установлен герметизирующий узел или, как вариант, блокирующая вставка. Через герметизирующий узел пропущена гибкая труба, нижний конец которой установлен ниже или на уровне нижнего интервала перфорации продуктивного пласта. Скважинная струйная установка размещается в скважине таким образом, чтобы струйный насос и пакер были расположены над продуктивным пластом.

Недостатком известного способа и скважинной струйной установки является высокая вероятность аварийного извлечения из скважины в случае заклинивания из-за присыпания механическим мусором кольцевого пространства между инструментом и обсадной колонной. Очистка и извлечение посторонних включений, в частности промывка затрубного пространства от проппанта, способом по упомянутому патенту не предусмотрена. Конструкция струйной установки не позволяет обеспечить обратную циркуляцию жидкости для выноса из скважины механического мусора, например, по затрубному пространству из-за присыпания сверху пакера, который невозможно деактивировать.

Другим недостатком этой системы является то, что ее невозможно использовать при обработке нескольких интервалов продуктивного пласта за одну спускоподъемную операцию, так как после промывки забоя скважины установка сразу извлекается на поверхность.

Из описания к патенту US 10280713 (публ. 07.05.2019 г.) известны системы и способы управления мусором, в том числе расклинивающего агента, в скважине, обеспечивающие промывку кольцевого пространства между обсадной колонной и скважинным инструментом.

Технические решения направлены на решение задач по пассивному удалению крупного и мелкого мусора, химических осажденных жидкостей из системы циркуляции буровой установки, противовыбросового оборудования на устье скважины, а также предотвращения попадания песка в кольцевое пространство между обсадной колонной и скважинным оборудованием. В описании к патенту содержится информация о вариантах отдельных узлов системы очистки кольцевого пространства в стволе скважины, которая содержит установленный на НКТ реверсивный инструмент и ловушки для мусора со встроенным фильтром, причем система может быть снабжена промывочной трубой, в которой, как вариант, расположены ловушки для мусора, являющиеся индикатором степени очистки.

Ловушка представляет собой два отдельных узла - верхний и нижний закрепленный в трубе на некотором расстоянии друг от друга. Верхний узел снабжен экраном в виде сита, заглушкой и трехходовым переходником. Нижний узел состоит из экрана, трехходового адаптера и шарового обратного клапана. Верхний и нижний узлы закреплены в промывочной трубке с помощью известных средств соединения. Ловушка работает совместно с элементом по контролю песка в скважине.

Технологическая жидкость с проппантом поступает в НКТ для проведения ГРП, при этом расклинивающий агент начинает накапливаться в кольцевом пространстве между обсадной колонной и оборудованием. Жидкость проходит через экран-сито, встроенный в НКТ и поступает в промывочную трубу. Затем жидкость проходит через нижний узел ловушки, шаровой клапан и поступает в пространство промывочной трубы между узлами и далее в верхний узел ловушки. Продвигаясь, жидкость дополнительно фильтруется в узах ловушки. Это предотвращает дальнейшее распространение проппанта. Проппант отделяется от жидкости фильтром нижнего узла и задерживается шаровым элементом обратного клапана. При извлечении оборудования из скважины, по количеству проппанта в полости промывочной тубы между узлами ловушки судят о степени загрязнения. Без извлечения из скважины показателем о степени загрязнения может быть потеря объема жидкости при ее возврате.

Реверсивный инструмент предназначен для удаления жидкости и мусора из скважины, особенно при значительных размерах кольцевых зазоров. Инструмент допускает обратную циркуляцию потока при сниженных скоростях насоса без ущерба пропускной способности мусора. Реверсивный инструмент содержит цилиндрический элемент с уплотнительными элементами чашечной формы, герметично разделяющими обсадную колонну и создающими два раздельных кольцевых зазороа: один над уплотнительными элементами, другой под уплотнительными элементами. Кроме того, цилиндрический элемент снабжен внутренней перегородкой, формирующей два канала во внутренней полости НКТ. Один канал является нисходящим, другой восходящим. По нисходящему каналу поток жидкости или другого материала выводится из полости НКТ в кольцевое пространство под уплотнительным элементом. По восходящему каналу поток жидкости или другого материала поднимается по НКТ ниже уплотнительного элемента и выводится в кольцевое пространство выше уплотнительного элемента, при этом скорость потока уменьшается, так как площадь сечения НКТ меньше кольцевого пространства. Кольцевое пространство над уплотнительным элементом можно использовать для сбора для мусора, который не может переноситься потоком с уменьшенной скоростью, при этом сборники для мусора не должны препятствовать протеканию потока с технологичной скоростью.

Реверсивный инструмент является частью системы циркуляции жидкости, которая течет из резервуара через всасывающую линию к насосу, которые относятся к наземной части оборудования. Насос перемещает промывочную жидкость по трубопроводу в верхнюю колонну НКТ над чашечным уплотнительным элементом.

Промывочная жидкость движется вниз по верхней части НКТ до реверсивного инструмента, через который отводится к кольцевому пространству под чашечным уплотнительным элементом. Затем смесь промывочной жидкости и мусора продолжает перемещаться вниз по кольцевому пространству к низу скважины и снова возвращается в НКТ. Далее отфильтрованная смесь, перемещаясь вверх по НКТ, достигает реверсивного инструмента и снова отклоняется, попадает в кольцевое пространство над чашечным уплотнителем. Затем, поднимаясь по верхней части НКТ, промывочная жидкость попадает в резервуар. Таким образом, обеспечивается полный цикл циркуляции промывочной жидкости. Реверсивный инструмент может работать более двух лет непрерывной работы, осуществляя более 4000 циклов в течение срока службы.

Система снабжена средствами оповещения в виде манометров, контролирующих резкие перепады давлений и возможность блокировки системы, для предупреждения оператора скважины о том, что ловушки заполнены или содержит много мусора.

Недостатком данной системы является ограниченная область использования, преимущественно на морских скважинах, и не предполагает одновременного проведения технологических операций по обработке продуктивных пластов. Кроме того, работа системы основана на многих уровнях фильтрации, и содержит сложное оборудование для промывки этих приспособлений, требующих периодической замены.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является изобретение по патенту US №10494900 (публ. 03.12.2019 г.), в котором представлены варианты системы для обработки скважин, осуществляющей гидравлический разрыв пласта (далее ГРП), с промывочным узлом и описан способ промывки затрубного пространства, в частности в области кольцевого зазора между колонной и стволом скважины.

Состав и взаимное расположение основных узлов системы аналогичны для всех представленных в патенте вариантов и включает установленные на НКТ (снизу вверх) якорь, нижний пакер, узел ГРП, верхний пакер, механический клапан, узел контроля песка и нагнетательный узел, обеспечивающий активацию давления в системе. Ниже якоря расположен клапан, находящийся в закрытом положении при ГРП и отверстие для сброса лишней жидкости.

Якорь предназначен для фиксации устройства в скважине и может быть установлен осевым перемещением вверх и вниз. Верхний и нижний пакеры предназначены для изоляции области продуктивного пласта. Механический клапан является элементом узла контроля песка и участвует в создании перепада давления в затрубном пространстве ниже узла контроля песка для обеспечения промывки кольцевого зазора. Узел контроля песка расположен выше узла ГРП и предназначен для удаления добытого песка и гравия из затрубного пространства при перемещении в другую зону обработки или на поверхность. В операции промывки затрубного пространства совместно с узлом контроля песка участвует промывочное устройство, обеспечивающее гидравлическую связь с затрубным пространством в зоне кольцевого зазора через радиальные каналы.

Кроме того, для обеспечения значительного перепада давления, определяемого условиями в скважине, например, при превышении давления жидкости промывки в 2-5 раз большей давления технологической жидкости ГРП, узел контроля песка дополнительно комплектуется обратным клапаном и одним или несколькими дополнительными пакерами.

В патенте представлено три варианта промывочного устройства, один из которых может активироваться несколько раз, что обеспечивает промывку кольцевого зазора при обработке нескольких продуктивных пластов за одну спускоподъемную операцию.

Промывочное устройство расположено над узлом ГРП, связано с механическим клапаном и открывается при подаче жидкости промывки под соответствующим давлением, которое значительно выше давления ГРП, поэтому во время ГРП промывочное устройство закрыто.

Промывочное устройство содержит скользящую втулку, установленную в корпусе, поршень и возвратную пружину. Давление, оказываемое на поршень, противодействует силе сжатия пружины. В корпусе выполнены радиальные отверстия, перекрытые поршнем в закрытом положении промывочного устройства. В радиальных отверстиях установлены сопла, обеспечивающие заданный угол подачи струи в ствол скважины для возможности промывки затрубного пространства в разных направлениях.

Преимущество этого варианта промывочного устройства заключается в обеспечении за счет действия пружины возврата скользящей втулки, перекрытия радиальных отверстий при снятии давления на поршень по завершению промывки кольцевого зазора.

Система также снабжена механизмом расцепления, который активирует и деактивирует пакеры, герметизирующие область продуктивного пласта, и узел ГРП.

Механизм расцепления выполнен в виде корпуса, являющегося элементом системы, внутри которого установлена внутренняя втулка с возможностью осевого перемещения. Внутренняя втулка снабжена радиальным отверстием. В полости между корпусом и внутренней втулкой размещена съемная втулка с проточками, образующими продольные в осевом направлении полости гидравлически связанные с затрубным пространством.

При холостом ходе системы внутренняя втулка находится в рабочем положении, пакеры, герметизирующие область продуктивного пласта и узел ГРП не активны. Радиальное отверстие внутренней втулки закрыто съемной втулкой. Положение внутренней втулки обеспечивает прохождение жидкости через внутреннюю полость поршня и закрывает гидравлическую связь с затрубным пространством через радиальные отверстия в корпусе. Съемная втулка удерживается от смещения относительно корпуса фиксатором.

При подаче давления во внутреннюю полость поршня внутренняя втулка, преодолевая действие возвратной пружины, совершает осевое перемещение до восстановления гидравлической связи через радиальные отверстия во внутренней втулке и в корпусе, которые сообщаются с полостью между корпусом и втулкой. Давление в поршневой полости частично падает, внутренняя втулка под действием пружины возвращается в положение холостого хода. Под действием давления в поршневой области фиксатор смещается в гнездо, в котором установлен, освобождая съемную втулку. Эта втулка перекрывает радиальное отверстие в корпусе, сохраняя гидравлическую связь полости поршня с полостью между корпусом и внутренней втулкой, при этом возрастающее давление промывки не превышает силу воздействия возвратной пружины на внутреннюю втулку. В таком состоянии механизма расцепления узел ГРП закрыт, пакеры, герметизирующие область пласта, не активированы.

Известная система предназначена для работы в аварийных условиях, при которых невозможно извлечь буровой инструмент из скважины, из-за присыпания верхнего пакера механическим мусором и невозможности промывки кольцевого зазора в затрубном межпакерном пространстве. Это приводит к невозможности управления циркуляционным узлом промывки, извлечения инструмента из скважины и требует наличия дополнительных узлов, обеспечивающих эту функцию для промывки пространства над вторым снизу пакером.

Еще одним недостатком системы является конструктивная сложность из-за наличия дополнительных элементов различного назначения (пакеры, клапаны), использования для управления промывочным устройством пружинных механизмов, которым свойственны нестабильность, изменение упругих свойств и последующая деформация.

Другим недостатком устройства является использование при промывке высоких давлений, превышающих давление ГРП в 2-5 раз.

На месторождениях Западной Сибири, где глубина скважин может достигать 3500 м, а давление ГРП может достигать 700 атмосфер, давление промывки составит 1400-3500 атмосфер, что значительно больше значения 1000 атмосфер - давления на которое рассчитано стандартное оборудование для проведения ГРП. Использование при работе устройства давлений при промывке затрубного пространства скважины, в несколько раз превышающих давление ГРП, влечет необходимость применения нестандартного устьевого оборудования, нестандартной подвески НКТ, нестандартного насосного оборудования для проведения ГРП, что существенно снижает технологичность известной системы и существенно ограничивает ее использование.

Задачей изобретений является повышение эффективности обработки продуктивного пласта за одну спускоподъемную операцию, снижение аварийности и увеличение срока службы скважинного инструмента.

Технический результат заключается в обеспечении одновременной промывки межпакерного кольцевого зазора между обсадной колонной и инструментом, а также внутренних полостей инструмента после каждого обрабатываемого интервала продуктивного пласта и в повышении надежности и технологичности используемого устройства за счет упрощения его конструкции.

Технический результат достигается тем, что способ селективной обработки продуктивного пласта включает последовательное проведение ГРП и промывки кольцевого зазора в межпакерном пространстве каждого интервала продуктивного пласта, используя устройство для его осуществления, которое спускают на НКТ на уровень самого нижнего интервала продуктивного пласта.

По достижении устройством уровня, при котором интервал продуктивного пласта, подлежащий обработке, расположен в межпакерном пространстве, фиксируют устройство в скважине механическим якорем. Далее производят подачу под давлением рабочей жидкости в полость НКТ, порт ГРП и изолируют интервал продуктивного пласта пакерами с чашечными уплотнительными элементами. Затем проводят ГРП.

После ГРП осуществляют промывку кольцевого зазора в межпакерном пространстве. Первый цикл, которой начинают с подачи промывочной жидкости в затрубное пространство, далее активируют нижний проходной пакер и вымывают мусор из верхней области межпакерного кольцевого зазора через окна порта ГРП вверх по НКТ.

Второй цикл начинают с перевода устройства в транспортное положение, затем осевым перемещением НКТ приводят к смещению полого штока устройства и открывают промывочные отверстия. После этого подают под давлением промывочную жидкость в НКТ, активируют чашечные уплотнительные элементы пакеров и вымывают мусор из нижней области межпакерного кольцевого зазора и чашечных уплотнителей, продвигая смесь по внутренней полости устройства за его пределы в скважину.

Далее устройство перемещают к следующему интервалу и осуществляют обработку и промывку в такой же последовательности.

Подачу промывочной жидкости осуществляют насосным, агрегатом, находящимся на поверхности.

Для перевода устройства в транспортное положение деактивируют механический якорь продольным перемещением устройства.

Мусор из верхней области межпакерного кольцевого зазора утилизируют на поверхности любым известным способом.

Технический результат достигается также тем, что устройство для осуществления способа содержит последовательно установленные на НКТ механический якорь, нижний проходной пакер, порт ГРП, верхний проходной пакер. Проходные пакеры, снабженные чашечными уплотнителями, направлены к порту ГРП. Во внутренней полости устройства расположен полый шток.

Корпус порта ГРП разделен перегородкой на верхнюю часть, в которой выполнены окна, и нижнюю часть, в которой расположены промывочные отверстия, обеспечивающие гидравлическую связь межпакерного затрубного зазора с полостью, выполненной в нижней части перегородки. Нижний проходной пакер снабжен на внутренней поверхности продольной полостью, а полый шток выступами, которые взаимодействуют с полостью, перемещаясь вдоль нее. Расстояние между нижним проходным пакером и промывочными отверстиями не превышает двух диаметров обсадной трубы.

Герметичность промывочных отверстий обеспечивается уплотнениями, размещенными над и под промывочными отверстиями. Внутренние полости полого штока, нижнего проходного пакера и механического локатора муфт образуют единый промывочный канал. Полый шток жестко связан с механическим якорем.

Устройство может быть дополнительно снабжено локатором муфт, расположенным под нижним проходным пакером, и центратором.

Промывка затрубного пространства, осуществляемая в два цикла, в каждый из которых удаляется мусор из верхней или нижней области кольцевого зазора обеспечивает качественную очистку.

Транспорт механического мусора из межпакерного кольцевого зазора и утилизация на поверхности в первом цикла промывки, а также удаление и вывод мусора за пределы устройства в отработанное пространство скважины во втором цикле промывки, исключает наличие даже минимального объема механических частиц.

Последовательность проведения ГРП, первого и последующего второго цикла промывки межпакерного затрубного кольцевого зазора обеспечивает беспрепятственное перемещение инструмента вдоль обсадной колонны.

Простая и надежная конструкция устройства для осуществления способа обеспечивает движение промывочной жидкости по двум несвязанным друг с другом каналам отвода мусора, управление которыми осуществляется простым продольным перемещением (активацией/деактивацией) механического якоря и за счет взаимодействия всего двух элементов - полого штока и корпуса нижнего проходного пакера.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2 - увеличенный вид порта ГРП; на фиг. 3 - продольный разрез устройства, находящегося в транспортном положении; на фиг. 4 - продольный разрез устройства с активированным механическим якорем; на фиг. 5 - увеличенный вид порта ГРП в положении устройства, представленного на фиг. 3; на фиг. 6 - продольный разрез устройства в положении проведения ГРП; на фиг. 7 - представлена схема движения рабочей жидкости при активированном якоре; на фиг. 8 - представлена схема движения рабочей жидкости при деактивированном механическом якоре.

Устройство содержит смонтированные снизу вверх на колонне НКТ механический якорь 1, локатор муфт 2, нижний проходной пакер 3, порт ГРП 4 и верхний проходной пакер 5 с центратором 6 (Фиг. 1, Фиг. 2).

К центратору 6, присоединены дистанционные патрубки 7, установка которых определяется необходимостью и условиями обработки интервалов пласта переменной протяженности.

Чашечные уплотнительные элементы 8 нижнего проходного пакера 3 направлены к порту ГРП 4. Чашечные уплотнительные элементы 9 верхнего проходного пакера 5 также направлены к порту ГРП.

В качестве функциональных частей могут быть использованы следующие известные устройства:

- механический локатор муфт, аналогичный локатору муфт А 1025-2, представленный в каталоге «Инструмент для текущего и капитального ремонта скважин», стр. 31 https://www.slb.ru/upload/iblock/d8e/katalog-instrumentov-dla-tekushego-i-kapitalnogo-remonta-skvaiin.pdf);

- центратор - (http://www.coilsolutions.com/products/downhole-tools/drill-and-milling-tools/fluted-centralizers/) или (http://petrolibrary.ru/preduprezhdenie-iskrivleniya-vertikalnyix-skvazhi-skvazhin.html);

- механический якорь осевой (ЯМО-3, ЯМО-2) (https://npf-paker.ru/catalog/type/yakorya/mekhanicheskie/yamo3-yamo2-yam3-yam2).

В корпусе порта ГРП выполнены окна 10 (Фиг. 2). Порт ГРП 4 содержит размещенную внутри корпуса перегородку 11, в нижней части которой выполнено углубление 12, а в верхней части установлен рассекатель 13 (Фиг. 3). Кроме того, в нижней части порта выполнены сквозные радиальные отверстия 14, соединяющие углубление 12 с затрубным пространством.

Во внутренней полости нижнего проходного пакера 3 размещен с возможностью осевого перемещения полый шток 15, жестко связанный с механическим якорем 1 посредством конуса 16.

Герметичность радиальных промывочных отверстий 14 обеспечивается уплотнениями 18, установленными со стороны внутренней поверхности перегородки 12 над отверстиями 14 и со стороны внутренней поверхности нижнего проходного пакера 3 под ними.

Со стороны внешней поверхности полый шток 15 снабжен ограничивающими выступами 17, совершающими осевое перемещение вдоль выполненной на внутренней поверхности пакера 3 полости 19, продольный размер которой определяет величину хода «S» штока 15 (Фиг. 3 и Фиг. 4).

Внутренние полости штока 15, нижнего проходного пакера 3, локатора муфт 2 и механического якоря сообщаются и образуют единый промывочный канал 20 (Фиг. 2).

В транспортном положении устройства полый шток 15 находится в нижнем положении, при котором выступы 17 упираются в нижнюю горизонтальную стенку полости 18, радиальные промывочные отверстия 14 обеспечивают сообщение углубления 12 с затрубным межпакерным пространством (Фиг. 2 и Фиг. 3).

Чашечные уплотнители 8 нижнего проходного пакера 3 расположены на расстоянии HI от промывочных отверстий 14 порта ГРП 4, величина которого зависит от диаметра скважины и не превышает двух диаметров обсадной колонны.

Устройство для осуществления способа работает следующим образом:

Перед спуском в скважину устройство собирают на устье скважины и устанавливают его на НКТ.

При спуске в скважину механический якорь 1, нижний 3 и верхний 5 проходные пакеры находятся в транспортном положении, полый шток 15 находится в нижнем положении и зафиксирован от осевого перемещения вниз ограничивающими выступами 17.

Перед проведением обработки пласта устройство размещают в глухом участке эксплуатационной колонны и проводят опрессовывание проходных пакеров.

Далее устанавливают устройство таким образом, чтобы интервал обработки был расположен в межпакерном пространстве и активируют механический якорь 1, обеспечивая фиксацию устройства в скважине анкерными элементами 21 (Фиг. 4). Затем часть веса НКТ разгружают на механический якорь 1, при этом полый шток 15 входит в углубление 12, герметично перекрывая с помощью уплотнений 18 промывочные отверстия 14 (Фиг. 5).

Далее, в трубы НКТ 1 подают под давлением жидкость ГРП и, благодаря встречному потоку из порта ГРП 4, чашечные уплотнительные элементы 8 и 9 проходных пакеров 3 и 5 раскрываются, обеспечивая герметичное прилегание к внутренней стенке обсадной трубы, надежно изолируя межпакерное пространство. Затем производят ГРП (Фиг. 6).

После окончания ГРП осуществляют промывку НКТ, устройства и пространства между устройством и эксплуатационной колонной, освобождая его от проппанта и прочих механических включений, обеспечивая беспрепятственное и сберегающее перемещение устройства к следующему интервалу пласта или извлечению из скважины.

Промывка затрубного пространства скважины и полостей устройства осуществляется в два цикла следующим образом.

Первый цикл начинается с подачи насосным агрегатом, находящимся на поверхности, промывочной жидкости под давлением в затрубное пространство, при этом чашечные уплотнительные элементы 8 нижнего проходного пакера 3 находятся в активном положении. Промывочная жидкость через окна 10 поступает во внутреннюю полость порта ГРП 4, верхнего проходного пакера 5 и по НКТ поднимается на поверхность, унося с собой проппант и прочие включения из верхней области межпакерного пространства (Фиг. 7). По истечении технологического периода промывки подачу промывочной жидкости прекращают.

Второй цикл промывки начинают с перевода устройства в транспортное положение. Для этого продольным перемещением устройства деактивируют механический якорь 1. Полый шток 15 перемещается вниз до упора ограничивающих выступов 17 в стенку полости 19 и открывает промывочные отверстия 14.

Далее снова подают под давлением промывочную жидкость в НКТ (Фиг. 8). Промывочная жидкость поступает во внутренние полости верхнего проходного пакера 5, порта ГРП 4, выходит через окна 10 в межпакерное пространство, активируя верхний 5 и нижний проходной пакер 3 тщательно вымывая проппант и прочие включения из нижней области межпакерного пространства. Далее смесь попадает в промывочные отверстия 14 и во внутреннюю полость штока 15 и по единому промывочному каналу 20 выводится за пределы устройства в скважину.

Способ осуществляется следующим образом.

Скомпонованное на устье скважины устройство устанавливают на НКТ и спускают в скважину, эксплуатационная колонна которой предварительно опрессована на 15 МПа. Общая протяженность по стволу - 3250 м, в том числе бокового ствола - 450 м. Спуск осуществляют со скоростью не более 0,25 м/с при перемещении в эксплуатационной колонне диаметром 168 мм, протяженностью 2800 м и со скоростью 0,1 м/с при перемещении по боковому стволу диаметром 114 мм (группа прочности «Е»).

Предварительно устройство помещают в глухом участке бокового ствола и проводят опрессовывание проходных чашечных пакеров 5 и 3 давлением 12 МПа.

Последовательность обработки интервалов продуктивного пласта устанавливают таким образом, чтобы первоначально осуществить обработку самого нижнего интервала на уровне 3200 - 3215 м.

Устройство устанавливают в скважине таким образом, чтобы интервал, подлежащий обработке, был расположен между чашечными пакерами 5 и 3 и фиксируют устройство в скважине анкерными элементами 21 при активации механического якоря 1(Фиг. 4).

Далее, жидкость ГРП нагнетают по внутренней полости НКТ и активируют пакеры 5 и 3 с чашечными уплотнителями 8 и 9, обеспечивая герметичное прилегание к внутренней стенке обсадной трубы и надежно изолируя кольцевой зазор между стенкой обсадной колонны и устройством в межпакерном пространстве. Затем проводят ГРП при давлении разрыва 46 МПа. (Фиг. 6).

После ГРП подачу жидкости ГРП прекращают, при этом в кольцевом зазоре и в чашечных уплотнителях скапливается механический мусор, в том числе частицы проппанта, которые могут привести к заклиниванию устройства при перемещении к следующему интервалу пласта, подлежащему обработке.

Для предотвращения аварийной ситуации после ГРП проводят промывку затрубного кольцевого зазора с целью удаления образовавшегося мусора (механические частицы, проппант).

Первый цикл промывки межпакерного затрубного пространства начинают с подачи под давлением 100 ат.промывочной жидкости насосным агрегатом, находящимся на поверхности. Обеспечивая расход промывочной жидкости 6 л/с, активируют чашечные уплотнители 8 нижнего проходного пакера 3 и вымывают мусор из верхней области кольцевого зазора через окна 10 порта ГРП 4, продвигая его по НКТ на поверхность для утилизации (Фиг. 7).

После удаления мусора из верхней области межпакерного затрубного пространства подачу промывочной жидкости прекращают.

Во втором цикле промывки продольным перемещением устройства деактивируют механический якорь 1 и переводят устройство в транспортное положение. Далее осуществляют осевое перемещение НКТ, при этом полый шток 15 устройства смещается до упора ограничивающих выступов 17 в стенку полости 19, открывая промывочные отверстия 14. Затем подают промывочную жидкость под давлением 12 МПа. с расходом 1,5 л/с, активируя нижний 3 и верхний 5 пакеры.

Продвигаясь через открытые промывочные отверстия 14 по единому промывочному каналу 20, промывочная жидкость очищает нижнюю область межпакерного затрубного пространства, вымывает мелкий мусор из чашечных уплотнителей 8 нижнего пакера 3 и все внутренние полости устройства ниже порта ГРП, при этом весь мусор выводится вниз за пределы устройства в скважину.

Период промывки второго цикла определяется наличием или отсутствием сопротивления перемещению устройства в скважине.

После окончания промывки перемещают устройство вверх для обработки второго интервала продуктивного пласта (уровень 3035-3050 м.), сохраняя последовательность действий по проведению ГРП и промывке затрубного межпакерного пространства и элементов устройства.

После окончания обработки третьего интервала (2870-2885 м.) и промывки, устройство извлекают из скважины.

Таким образом, заявляемые изобретения позволяют обеспечить качественную, технологичную очистку межпакерного затрубного пространства, безаварийное перемещение скважинного инструмента для обработки нескольких интервалов продуктивного пласта за одну спускоподъемную операцию, используя простое и надежное устройство.

1. Устройство для селективной обработки продуктивного пласта, содержащее канал, последовательно установленные на НКТ механический якорь, нижний проходной пакер, порт ГРП, верхний проходной пакер, при этом проходные пакеры снабжены чашечными уплотнителями, которые направлены к порту ГРП, во внутренней полости устройства расположен полый шток, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено локатором муфт, расположенным под нижним проходным пакером, корпус порта ГРП разделен перегородкой на верхнюю часть, в которой выполнены окна, и нижнюю часть, в которой расположены промывочные отверстия, обеспечивающие гидравлическую связь межпакерного затрубного зазора с полостью, выполненной в нижней части перегородки; нижний проходной пакер снабжен на внутренней поверхности продольной полостью, а полый шток, жестко связанный с механическим якорем, снабжен выступами, которые взаимодействуют внутренней поверхностью полости пакера при перемещении штока, расстояние между нижним проходным пакером и промывочными отверстиями не превышает двух диаметров обсадной трубы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметичность промывочных отверстий обеспечивается уплотнениями, размещенными над и под промывочными отверстиями.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренние полости полого штока, нижнего проходного пакера и механического локатора муфт образуют единый промывочный канал.

4. Способ селективной обработки продуктивного пласта, включающий последовательное проведение ГРП и промывки кольцевого зазора в межпакерном пространстве каждого интервала продуктивного пласта устройством по п. 1; при этом устройство спускают на НКТ на уровень самого нижнего интервала продуктивного пласта, при расположении интервала в межпакерном пространстве фиксируют устройство в скважине механическим якорем, далее производят подачу под давлением рабочей жидкости в полость НКТ, порт ГРП и изолируют интервал продуктивного пласта пакерами с чашечными уплотнительными элементами, затем проводят ГРП; после этого осуществляют промывку кольцевого зазора в межпакерном пространстве, первый цикл которой начинают с подачи промывочной жидкости в затрубное пространство, далее активируют нижний проходной пакер и вымывают мусор из верхней области межпакерного кольцевого зазора через окна порта ГРП вверх по НКТ; второй цикл начинают с перевода устройства в транспортное положение, затем осевым перемещением НКТ приводят к смещению полого штока устройства и открывают промывочные отверстия; после этого подают под давлением промывочную жидкость в НКТ, активируют чашечные уплотнительные элементы пакеров и вымывают мусор из нижней области межпакерного кольцевого зазора и чашечных уплотнителей, продвигая смесь по внутренней полости устройства за его пределы в скважину, далее устройство перемещают к следующему интервалу и осуществляют обработку и промывку в такой же последовательности.

5. Способ селективной обработки продуктивного пласта по п. 4, отличающийся тем, что промывочная жидкость подается насосным агрегатом, находящимся на поверхности.

6. Способ селективной обработки продуктивного пласта по п. 4, отличающийся тем, перевод устройства в транспортное положение осуществляют деактивацией механического якоря.

7. Способ селективной обработки продуктивного пласта по п. 4, отличающийся тем, что мусор из верхней области межпакерного кольцевого зазора утилизируют на поверхности.