BR112012025142B1 - Métodos e sistemas de operação e construção de poços de pressão controlada aplicáveis a mineração por solução, armazenamento e operações com hidrocarbonetos - Google Patents

Abstract

MÉTODOS E SISTEMAS DE OPERAÇÃO E CONSTRUÇÃO DE POÇOS DE PRESSÃO CONTROLADA APLICÁVEIS A MINERAÇÃO POR SOLUÇÃO, ARMAZENAMENTO E OPERAÇÕES COM HIDROCARBONETOS. Aparelhos e métodos para a comunicação fluida entre colunas de dutos e poços por meio de barriletes que formam coluna subterrânea de barrilete, aplicável a operações, armazenamento e mineração por solução no subsolo a hidrocarboneto em pressão restrita. Dutos concêntricos habilitam a comunicação fluida com uma ou mais regiões subterrâneas mediante a passagem mais interna utilizável para comunicação de fluidos e dispositivos acopláveis a receptáculo do barrilete. A parede da coluna de barrilete e/ou dispositivo de controle de fluido seletivamente colocado desvia a corrente de fluxo da mistura de fluidos de uma passagem para outra disposta radialmente para dentro ou para fora de modo a controlar seletivamente a comunicação pressurizada de fluidos, e, assim, forma uma pluralidade de barreiras de pressão. As barreiras de pressão podem ser usadas para comunicar seletivamente misturas de fluido para e de um reservatório em operações de hidrocarboneto, mineração por solução e/ou controle da almofada do espaço de armazenamento durante essas operações.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS DE PATENTE RELACIONADOS

O presente pedido de patente reivindica a prioridade do Tratado de Cooperação de Patentes, do pedido de patente intitulado "Coluna de Barriletes para Controlar Seletivamente a Velocidade das Correntes de Fluxos $e Fluidos em Poços de Perfuração Principal Única", depositado em 28 fevereiro de 2011, do Pedido de Patente do Reino Unido com o Número de Pedido de Patente GB 1004961.7, intitulado "Aparelhos e Métodos para a Operação de um ou mais Poços de Armazenamento Minerados por Solução Através de uma Perfuração Única", depositado em 25 de março de 2010, o Pedido de Patente Norte-Americana com o número de série 12/803.283, intitulado "Aparelho e Métodos para a Formação e Utilização Cavernas de Sal Subterrâneas", depositado em 22 de junho de 2010, do pedido de Patente do Reino Unido com número de pedido de patente GB 1010480,0, intitulado "Aparelho e Métodos para a Formação de Cavernas de Sal Subterrâneas", depositado em 22 de junho de 2010, do pedido de patente Norte-Americana com o número de série 12/803.775, intitulado "Sistema de Cabo Rotativo Através de Dutos", depositado em 6 de julho de 2010, do pedido de patente do Reino Unido com Número de Pedido de Patente GB1011290.2, intitulado "Aparelhos e Métodos para Vedação de perfuração Subterrânea e Execução de outras Operações de Cabo Rotativos ao Longo do Poço," depositado em 5 de julho de 2010, e do pedido de patente do Reino Unido com Número de Pedido de Patente GB1021787.5, intitulado "Sistemas de

Montagem de Dutos de Pressão Gerenciada e Métodos de Utilização de Passagens através de Estratos Subterrâneos", depositado em 23 de dezembro de 2010, todos estes sendo incorporados por referência no presente pedido em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se, geralmente, a elemento de ponte de barriljete e métodos aplicáveis para proporcionar contenção e controle da pressão, quando da construção e/ou operação de uma coluna de barrilete, e durante a mineração por solução, armazenamento e/ou operações de hidrocarboneto, com pelo menos dois dutos e passagens separadas de fluidos através dos estratos subterrâneos, para um ou mais poços de substancialmente hidrocarbonetos e/ou de substancialmente água, ou cavernas de armazenamento, que se originam de uma perfuração principal única e podem estender-se para dentro de uma ou mais regiões subterrâneas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os métodos convencionais para a construção e a realização de operações de poços múltiplos, dentro de uma região, requerem numerosas perfurações e dutos acoplados com árvores de válvulas associadas, cabeças de poço, e outros equipamentos para injeção e/ou produção de cada poço, localizado na região. Os custos dos equipamentos para a construção, controle e operação desses poços múltiplos podem ser extremamente altos, o que, historicamente, tem impedido o desenvolvimento de reservas no setor de petróleo e gás. Além disso, a obtenção de produção mais eficiente de cada um destes poços múltiplos pode ser um problema, pois cada formação subterrânea tem suas próprias e exclusivas características de reservatórios, incluindo pressão, temperatura, viscosidade, permeabilidade, e outras características que geralmente requerem específicos e distintos restritores de pressão, taxas de fluxo, recursos de estimulação, etc. para a produção global de poços na região.

Uma concretização da presente invenção pode incluir o fornecimento de uma coluna de barrilete, com uma pluralidade de dutos que formam uma pluralidade de barreiras de pressão com pelo menos uma passagem intermediária ou espaço anular, que pode ser utilizado para controlar correntes de fluxo de misturas de fluido, subterrâneas e pressurizadas que podem ser controladas pela coluna de barrilete dentro de passagens através de estratos subterrâneos para um ou mais poços subterrâneos, que podem se estender a partir de uma perfuração principal única. Utilizações importantes deste aspecto incluem, por exemplo, construção e/ou operação de um ou mais poços subterrâneos a partir de uma localização superficial única, proporcionando a oportunidade para atividades simultâneas em poços e/ou atividades em lote comuns que devem ser executadas em uma pluralidade de poços, sem a necessidade de remover as barreiras estabelecidas, reposicionar equipamento, e/ou reestabelecer barreiras necessárias para o controle do poço.

Uma concretização adicional da presente invenção inclui um ou mais aparelhos de ponte de barrilete, utilizável com uma coluna de barrilete para controlar seletivamente uma passagem mais interna e, pelo menos, uma passagem intermediária concêntrica ou anular. A passagem mais interna pode ser utilizada para a comunicação de dispositivos de controle de fluxo para o acoplamento de um ou mais receptáculos de uma coluna de barrilete para fornecer, por exemplo, a capacidade de alterar seletivamente mecanismos de controle e/ou cursos de fluxo de fluidos subterrâneos pressurizados.

Outra concretização da presente invenção permite a separação de fluidos dentro de uma pluralidade de passagens radiais que podem se comunicar através de orifícios na passagem mais interna, com as paredes de desvio das passagens radiais localizadas dentro de passagens anulares ou concêntricas, para direcionar o fluxo de fluido para a passagem mais interna. A colocação de dispositivos de controle de fluidos através da passagem mais interna, para o acoplamento dentro da coluna de barrilete, proporciona melhor controle de correntes de fluxo de misturas de fluido entre passagens da ponte de barrilete e as passagens orientadas radialmente para dentro ou para fora, incluindo a passagem em torno da coluna de barrilete para, por exemplo, permitir o cruzamento de fluxo entre as passagens mais internas e concêntricas. Este cruzamento de fluxo permite o controle seletivo do fluxo na passagem concêntrica pela utilização de válvulas, as quais podem ser acopladas à passagem mais interna para proporcionar o controle seletivo da pressão de uma ou mais passagens anulares ou concêntricas, ao mesmo tempo que mantém a capacidade de acessar a poços através da passagem mais interna.

Em outra concretização da presente invenção, dispositivos convencionais de controle de fluxo são transportáveis através da passagem mais interna, para acoplamento dentro de receptáculo ou de dutos de coluna de barrilete, para controlar seletivamente a comunicação fluida ao desviar pelo menos uma parte da corrente de fluxo da mistura de fluido. Um exemplo desta concretização inclui a colocação de um motor de fluido e bomba de fluido, utilizáveis com a expansão do gás de uma caverna de armazenagem subterrânea para acionar a turbina que bombeia e injeta água da mineração por solução, durantp operações combinadas. Exemplo adicional inclui, o posicionamento de pistão de orifício, que pode ser utilizado com tubo enrolado para perfuração sub-balanceada.

Numa concretização relacionada, os dispositivos de controle de fluxo acopláveis dentro da coluna de barrilete, do receptáculo da coluna de barrilete, ou da pluralidade de válvulas subterrâneas das passagens mais internas podem ser usados com uma ou mais pontes de barriletes para controlar seletivamente fluido sob pressão, que pode ser conectado pela passagem mais interna e/ou uma ou mais passagens concêntricas. Os dispositivos de controle de fluxo podem ser utilizados, por exemplo, para substituir as tradicionalmente pouco fiáveis válvulas de segurança de coroa por válvulas de tubos recuperáveis e mais fiáveis ou, por exemplo, para reparar a válvula recuperável de segurança de tubo defeituosa que controla a passagem concêntrica do armazenamento subterrâneo, dentro de reservatórios esgotados ou cavernas de sal, com uma válvula de segurança de inserção colocada através da passagem mais interna.

Outra concretização da presente invenção permite que a capacidade de desviar a totalidade ou uma parte de uma corrente de fluxo de mistura de fluido para outra passagem, gue pode ser posicionada radialmente para dentro ou radialmente para fora para fins de execução simultânea de operações de construção de poços, produção de poços e/ou de injeção em poços. A construção simultânea de poços e/ou operações de poços, permite, por exemplo, um ou mais desvios em espinha de peixe de tubos enrolados sub- balanceadas do poço sejam executados mais rapidamente, enquanto mantém a produção do poço para reduzir os danos no revestimento do reservatório de baixa permeabilidade, ou pode ainda permitir que o armazenamento subterrâneo e operações de mineração por solução sejam realizados simultaneamente, removendo assim a necessidade convencional por uma pluralidade de operações de plataforma e/ou operações de alto risco de aríete hidráulico para retirar uma série de colunas de desaguamento de uma caverna de armazenamento de gás.

Outra concretização da presente invenção proporciona um controle seletivo para colocação misturas fluidas de gases, líquidos e/ou sólidos de construção de poço dentro de uma região da passagem através de estratos subterrâneos, ao mesmo tempo em que se processa a remoção de fluidos pressurizados subterrâneos dos estratos subterrâneos por superbalanceamento ou sub-balanceamento de pressões hidrostáticas, por exemplo, durante estimulações de fraturas por agente de sustentação, revestimentos com cascalho e armazenamento subterrâneo e operações de mineração por solução simultâneos.

Em ainda outra concretização, a presente invenção proporciona um aparelho de pistão de orifício que pode ser acoplável a uma ponte de barrilete e através do qual os cabos ou dutos podem passar durante, por exemplo, operações sub-balanceadas de perfuração. Acoplamento posicionamento, e/ou remoção do pistão pode ser assistido por pressão diferencial aplicada à face do pistão durante a construção, operações de injeção e/ou as operações de produção simultâneas, incluindo, por exemplo, a realização de teste de integridade mecânica por meio de um cabo, passado pelo orifício do pistão, para medir a interface gás-líquido jabaixo da sapata de revestimento cimentada final da caverna de armazenamento subterrâneo.

Outra concretização da presente invenção inclui a capacidade de combinar correntes de fluxos de mistura de fluidos e/ou separar correntes selecionadas de fluxo de mistura de fluidos com uma câmara de derivação adaptada. O fluxo de fluido dos dutos perfurados de saída pode ser combinado através da câmara ou dirigido para as passagens intermediárias concêntricas, posicionadas radialmente para dentro ou para fora da câmara. O seletor de perfuração pode ser utilizado para comunicar fluido e/ou dispositivos de controle de fluido através da passagem mais interna e na câmara de derivação para controlar seletivamente um ou mais poços, abaixo de uma perfuração principal única.

Outra concretização da presente invenção proporciona câmaras de derivação adaptadas, utilizáveis dentro de uma passagem de poço único com uma pluralidade de correntes de fluxo, em que a passagem mais interna do furo de saída da câmara de derivação pode ser alinhada axialmente com a passagem mais interna da câmara e os dutos axiais acima. Pelo menos mais um duto de saída perfurado pode conter uma passagem radial, que pode ser usada com o seletor de furo, desviador de fluido, pórtico, ou outro dispositivo de controle de fluxo para a comunicação fluida entre a passagem mais interna e a passagem circundante, ou outra passagem concêntrica intermediária.

Outra concretização da presente invenção inclui uma ponte de barrilete de comprimento reduzido com uma pluralidade de passagens radiais para a comunicação da passagem mais interna para a passagem circundante da coluna de barrilete, ou uma passagem concêntrica radial orientada para fora usando dutos pequenos dispostos radialmente, de tal modo que o fluxo através de uma ou mais passagens intermediárias concêntricas desloca-se eficazmente ao redor e passa pelas formas arredondadas dos dutos de pequeno porte. Nesta concretização, o dispositivo convencional de controle de fluxo de comprimento reduzido pode ser usado para controlar seletivamente o fluxo através dos orifícios de conexão com a passagem mais interna para, por exemplo, proporcionar ajustes axiais no posicionamento da água fresca de mineração põr solução durante—o—processe—de- dissolução de sal e/ou de armazenamento.

Concretizações da presente invenção incluem métodos para o controle seletivo de pressões, volumes e temperaturas de fluidos que podem ser armazenados e recuperados de um espaço de armazenamento. Exemplos de tais métodos incluem a pressurização controlada de uma caverna de armazenamento, utilizando água ou salmoura, durante a extração de gás para reduzir ou minimizar a redução de temperatura causada pela expansão na recuperação de gás comprimido armazenado, proporcionando assim um maior período de retirada antes de atingir uma temperatura mínima de funcionamento para os equipamentos associados ao poço.

Outras concretizações da presente invenção incluem métodos para controlar seletivamente uma interface de substancialmente água durante a mineração por solução e/ou durante o reenchimento de uma caverna, para a extração de fluido armazenado. Estes métodos de controle seletivo afetam a forma das paredes da caverna para, em utilização, controlar volumes de armazenamento de trabalho e as taxas de mineração por solução para rotatividades de volume de armazenamento e as taxas de fluência naturais do sal, utilizáveis para operações de armazenamento subtjerrâneo de hidrocarboneto e mineração por solução simultâneas ao longo de um certo número de anos, e/ou rotatividades sazonais de volume de armazenamento.

Concretizações da presente invenção podem incluir métodos para proporcionar reservatório subterrâneo de salmoura, com uma almofada do produto armazenado para o controle seletivo de volume de trabalho e do deslocamento de líquidos ou gases comprimidos para e das cavernas de sal, fluidamente associadas com reservatórios—de—salmoura- que mantêm a salmoura subterrânea aquecida ou gerando salmoura de deslocamento que pode ser comunicada fluidamente por duto similar a um tubo U, canalização, para arranjos de bombeamento e/ou compressão entre cavernas.

Em concretizações relacionadas, a presente invenção pode proporcionar métodos para remover custos de construção irrecuperáveis de cavernas de sal para armazenamento de gás ao deslocar o inventário, convencionalmente irrecuperável, em cavernas de almofada de gás, dos suportes estruturais que evitam a fluência de sal com salmoura de reservatórios de salmoura, durante períodos de alta demanda, seguido por reenchimento de gás e deslocamento da salmoura durante períodos de disponibilidade mais elevada de gás para, por exemplo, aumentar a viabilidade econômica da construção em larga escala de instalações de cavernas de armazenamento de gás, quando comparadas aos reservatórios esgotados de arenito permeável convencionais de armazenamento.

Noutras concretizações, a presente invenção pode proporcionar métodos utilizáveis para acessar seletivamente e em comunicação fluida uma pluralidade de fluidos separados por gravidade específica, que podem ser colocados em cavernas e reservatórios subterrâneos de salmoura 10 ligados por meio de dutos similares a tubos U, para arranjos de bombeamento e/ou compressão acoplados com pontes de barriletes posicionadas nas cavernas.

Ainda outras concretizações da presente invenção podem fornecer métodos utilizáveis para espaçar cavernas de sal 15 para armazenamento e reservatórios de salmoura por pilastras de sal de apoio nos ambientes oceânicos, com acesso a tubulação ou transporte marítimo e abundância de capacidade utilizável de- absorção de água—e—salmoura,—por exemplo, para acessar produtos líquidos armazenados separados por gravidade específica acima da salmoura com barcos e/ou tubulações, ao mesmo tempo em que executa comunicação fluida por tubo U com cavernas de armazenamento de gás para, por exemplo, realizar operações de armazenamento durante períodos de demanda reversa entre 25 líquidos e gases.

Finalmente, outras concretizações da presente invenção fornecem métodos para o uso de uma reserva de fluido em tubulações de transporte e/ou o acesso seletivo a fluidos de gravidade específica diferentes para utilização ou 30 eliminação, por exemplo, limpeza das tubulações de água e outros fluidos em uma caverna de armazenamento, na qual os fluidos são seletivamente acessados por uma ponte de barrilete com separação, por gravidade específica, de hidrocarbonetos e salmoura armazenados na caverna para descarga ambientalmente segura no oceano.

Falhas catastróficas periódicas de poço na indústria de construção e operação de poços continuam a demonstrar a necessidade de uma pluralidade barreiras de pressão de dutos convencionais, metálicos, de alta resistência, com jpassagens intermediárias concêntricas, que podem ser usadas para monitorar pressões anulares que estão associados com tais barreiras de pressão, especialmente porque reservatórios geológicos cada vez mais profundos e adversos são buscados e/ou mais espaço de armazenamento de gás é necessário para atender à demanda global crescente por hidrocarbonetos.

A necessidade prática de melhores métodos e aparelhos utilizáveis de forma a mais eficazmente conter as pressões subterrâneas durante as atividades de construção e produção- de poços é aumentada por tais atividades que precisam ser realizadas nas regiões subterrâneas cada vez mais profundas e de pressão mais alta, que são procuradas por suas taxas de alta produtividade. Além disso, a crescente demanda por operações sub-balanceadas para reduzir os danos ao revestimento do reservatório, ou a maior necessidade por grandes instalações de armazenamento subterrâneo de gás serem colocadas sob ou ao redor de áreas urbanas ou ambientalmente sensíveis, aumentam a necessidade de tais métodos e aparelhos melhorados.

Assim, existe uma necessidade na prática para os aparelhos e métodos utilizáveis para a colocação de uma pluralidade de válvulas subterrâneas transportadas por tubos, para conter as pressões em poços, para uma pluralidade de passagens associadas a regiões subterrâneas pressurizadas. Além disso, métodos e aparelhos utilizáveis para substituir válvulas de segurança anulares tradicionalmente pouco fiáveis são necessários, desde que preservem o acesso para as passagens interiores das colunas associadas para medir, controlar e manter a extremidade inferior de um poço subterrâneo, incluindo, por exemplo, o acoplamento de reposição de válvulas de inserção e/ou outros dispositivos de controle de fluxo utilizáveis para a construção de passagens e de controle de comunicação fluida e/ou de pressões dentro de um poço.

Com a iminência do pico mundial de produção de hidrocarbonetos líquidos, existe uma necessidade de reduzir os riscos e custos associados ao desenvolvimento de hidrocarbonetos remanescentes. Em particular, melhores métodos e aparelhos para o armazenamento subterrâneo de hidrocarbonetos gasosos, utilizável para substituir diversas aplicações de hidrocarbonetos líquidos e/ou o consumo de carvão, e encurtar o período de tempo para o aumento das taxas de retorno, por exemplo, permitindo a construção e operação simultânea de poços de armazenagem subterrânea com uma plataforma de inspeção única mais rentável e, assim, reduzindo o prazo para retorno do investimento ao mesmo tempo em que reduz os custos, eliminando a necessidade convencional de posteriores intervenções no poço por plataformas de içamento de grande capacidade e/ou a necessidade convencional de uso de operações potencialmente perigosas e caras de aríete hidráulico para remover colunas de desaguamento de cavernas de armazenamento cheias de hidrocarboneto gasoso explosivo.

Com o tamanho e a produtividade decrescentes de descobertas de hidrocarbonetos convencionais, existe a necessidade de métodos e aparelhos utilizáveis para reduzir os danos ao revestimento dos reservatórios de baixa permeabilidade, em que os métodos convencionais causam a perda permanente de produtividade.

Existe a necessidade de sistemas e métodos para reduzir os custos de construção de cavernas subterrâneas para reter o acesso à perfuração mais interna, ujtilizável para a medição por sonar tomadas no interior e/ou exterior de uma coluna de lixiviação para proporcionar informação para melhor ajuste simultâneo de operações de armazenamento subterrâneo e mineração por solução. Estes sistemas e métodos economicamente rentáveis devem poder ser operados durante a mineração por solução e armazenamento combinados, especialmente quando se deparam com características geológicas inesperadas do depósito de sal porque o produto armazenado pode impedir intervenções de plataforma de grande capacidade de içamento, durante a mineração por solução, convencionalmente necessárias para remover produtos, fazer uma medição por sonar e/ou ajustar a profundidade da coluna exterior de lixiviação, que controla a profundidade em que uma interface de substancialmente água é colocada dentro de uma zona de dissolução de sal.

Existe a necessidade de sistemas e métodos para proporcionar a construção e operação de armazenamento subterrâneo de gás mais eficazes e a custos melhores, em particular no interior de um reservatório esgotado selado por um tampão isolador de pedra subterrânea dentro de um fecho de imersão ou de características geológicas de captura, em que o risco de danos ao revestimento da permeabilidade do reservatório durante, ou subsequentemente à injeção e armazenamento de gás resulta na necessidade de construção e operação melhoradas, de custo eficaz e baixos danos ao revestimento reduzidos. Existe a necessidade de sistemas e métodos que proporcionem a construção de poços sub-balanceados economicamente rentável, mais eficientes e com melhor retenção de permeabilidade e/ou operações de completação em, por exemplo, reservatórios exauridos de armazenamento de gás ouj conclusões de dutos valvulados duplos de reservatórios de gás em caverna de sal estanques para, por exemplo, aumentar o volume de armazenamento de trabalho associado à diminuição dos volumes necessários da almofada de gás exigida para manter a estabilidade da caverna, incluindo a capacidade de esvaziamento economicamente rentável de uma caverna de armazenamento de gás para as necessidades de demanda sazonais.

Em operações análogas de poço, existe a necessidade por aparelhos de duto duplo concêntrico valvulado e métodos utilizáveis a partir de uma cabeça de poço de perfuração única e árvore de válvula para contenção da pressão durante a estimulação por inundação de um reservatório de hidrocarboneto através da perfuração principal única, enquanto se produz através da mesma perfuração principal única para a redução do custo de construção e extração econômica, por exemplo, nos casos de natureza econômica insuficiente da pressão da taxa de vazão de hidrocarbonetos.

Com a utilização de dutos com válvulas duplas, existe a necessidade adicional de armazenamento de almofada de produtos durante operações simultâneas de mineração por solução e armazenamento de salmoura e reservatórios de armazenamento, utilizáveis para controlar seletivamente o volume de trabalho e o deslocamento de líquidos ou gases comprimidos para e de outros reservatórios de armazenamento e de salmoura de outra caverna de sal, em que a salmoura pode ser aquecida e armazenada subterraneamente ou gerada durante as operações de deslocamento por meio de arranjos de dutos de tubo U entre dois ou mais reservatórios de salmoura e armazenamento com bombeamento de fluido e/ou de qompressão para, por exemplo, eliminar a necessidade de almofada de gás para a estabilidade da caverna.

Com o pico de produção de hidrocarbonetos e as alterações associadas às exigências do consumidor, existe a necessidade de armazenamento contra-sazonal de hidrocarbonetos líquidos e gasosos nas mesmas cavernas de reservatório de salmoura e armazenamento, com um acesso seletivo à pluralidade de fluidos separados por gravidade específica que pode ser colocados dentro dos reservatórios.

Existe necessidade econômica relacionada de reduzir os custos irrecuperáveis da construção de cavernas de sal de armazenamento de gás pelo deslocamento dos convencionalmente irrecuperáveis inventários de estrutura de suporte das cavernas de almofada de gás, durante os períodos de alta demanda, com reabastecimento de gás e deslocamento de salmoura durante os períodos de menor demanda, melhorando a viabilidade econômica de instalações de armazenamento de maior escala.

Existe necessidade operacional relacionada por pilastras de suporte de caverna de sal de reservatório de armazenamento e salmoura de grande escala em ambiente de mar aberto com uma comunicação fluida mais flexível com tubulações, navios e uma abundância de capacidade de absorção de água e salmoura.

Com o transporte, exploração e armazenamento de hidrocarbonetos em áreas, ambientalmente sensíveis e potencialmente hostis, cada vez mais desafiantes, tais como os oceanos ou climas árticos, existe a necessidade de métodos e aparelhos menores utilizáveis para proporcionar uma pluralidade de barreiras de contenção de pressão, em que espaços anulares e passagens entre as barreiras de pressão sejam seletivamente controláveis durante a construção do poço e/ou operações de poços, incluindo, por exemplo, a produção durante a perfuração sub-balanceada dentro de reservatórios de baixa permeabilidade, a produção durante revestimento sub-balanceado com cascalho dentro de reservatórios não consolidados, e/ou armazenamento de gás e mineração por solução simultâneos para "day trading", armazenamento de reserva para transporte por tubulação e/ou limpeza de ambiente em alto-mar.

Concretizações da presente invenção atendem estas necessidades.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção está relacionada, geralmente, a métodos, sistemas e elemento do aparelho ponte de barrilete utilizáveis para a proporcionar contenção e controle da pressão, quando da construção e/ou operação de uma coluna de barrilete, e durante as operações de hidrocarbonetos, operações de armazenamento e/ou mineração por solução, com, pelo menos, dois dutos e passagens separadas de fluido, através dos estratos subterrâneos, de um ou de poços de substancialmente hidrocarbonetos e/ou substancialmente água ou caverna de salmoura e reservatórios de armazenamento, que se originam de um furo principal único e pode estender- se por uma ou mais regiões subterrâneas.

As concretizações da presente invenção podem incluir aparelhos (23C das Figuras 6, 17-20 e 22-26; 23F das Figuras 3, 6, 9-12, 21-26 e 30-31; 231 das Figuras 31-34; 23T das Figuras 6, 11-12, 31 e 54-58; 23Z da Figura 38; 23S das Figuras 10 e 42-44, e 23V das Figuras 71-73) e métodos (CS1 para CS8 e CO1 a C07 das Figuras 3, 5-6, 9-14, 59-62, 66 - 71 e 81, IS das Figuras 9-10, 12-14, 75-76 e j80-83, a 1T das Figuras 76-77 e 80-83, e 157 das Figuras 82-83), que podem ser utilizáveis com uma coluna de barrilete (70 das Figuras 3, 9-11, 30-31, 38 e 80) ou uma pluralidade de colunas de barrilete de poços (76 das Figuras 6, 11-12 e 54-58), com uma ou mais pontes de barriletes em comunicação fluida (23) que formam uma coluna de barrilete subterrânea. A coluna de barriletes subterrânea pode compreender uma pluralidade de dutos concêntricos na extremidade superior (2, 2A, 2B das Figuras 17, 21, 31-32, 38, 42 e 71-73, 2C das Figuras 32 e 71-73, 2D das Figuras 71, 39), que podem ser encaixáveis a uma árvore de válvulas (10 e 10A das Figuras 1, 3, 6-10, 13-14 e 80-81) e utilizáveis com válvulas de superfície seletivamente controláveis (64 das Figuras 1, 3, 6 -10, 13-14 e 80-81), e uma pluralidade de dutos na extremidade inferior (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 39), que podem ser arranjados (CS1 a CS7 das Figuras 3, 5-6 e 9 - 12), configurados (CS8 das Figuras 59-62 e 66-71) e/ou a montados (146 das Figuras 59 e 62, IS 157) para a comunicação fluida com uma ou mais regiões subterrâneas através de uma passagem mais interna (25), que pode ser usado para comunicar misturas de fluidos com dispositivos de controle de fluxo (61 das Figuras 9-12, 15, 22-31, 35- 36, 39-41, 43-44, 51-53, 55-58 e 63-65), acopláveis ao interior de uma perfuração ou de um receptáculo (45 da FIG. 18) disposto entre a passagem radial (75 das Figuras 18-19, 22-26, 33-34, 38, 43-44, 54-57 e 71-73), e/ou os orifícios (59 das Figuras 18-19, 22 -26, 33-34, 43-44 e 55-58), que podem se comunicar fluidamente entre a referida passagem mais interna (25) e uma passagem disposta concentricamente (24, 24A, 24B, 24X, 24Y, 24Z, 55) . A parede da ponte de barrilete e/ou dispositjivo de controle do fluido posicionado adequadamente pode ser usado para desviar as correntes de fluxo de mistura fluida de gases, líquidos e/ou sólidos. As correntes de fluxo podem ser desviadas de uma passagem para outra passagem posicionadas radialmente para dentro ou para fora. O desvio das correntes de fluxo serve para, durante a utilização, controlar seletivamente a comunicação fluida sob pressão por uma pluralidade de dutos e passagens concêntricas através de estratos subterrâneos, que podem estender-se axialmente para baixo a partir de um ou mais poços de uma perfuração principal única (6), com uma pluralidade de barreiras de pressão (7, 10, 10A, 61, 64, 74, 148, 149) para executar operações de construção, injeção e/ou produção em poços (C01 a C07 das Figuras 3, 6 e 9-14) , individual ou simultaneamente.

Concretizações da presente invenção podem ainda incluir métodos que podem ser utilizáveis com uma coluna de barrilete (70 das Figuras 3, 9-11, 30-31 e 38) ou com uma pluralidade de colunas de barrilete de poços (76 das Figuras 6, 11-12 e 54-58) e/ou projetos convencionais de poço (por exemplo Figuras 1, 4, 7-8 e 13-14) para operações simultâneas de mineração por solução e armazenamento de hidrocarbonetos (IS das Figuras 9-10, 12 -14, 75-76 e 80- 83), em pressão limitada, no subsolo. Os passos do método podem incluir o fornecimento de duas ou mais colunas de dutos (2, 2A, 2B das Figuras 17, 21, 31-32, 38, 42 e 71-73; 2C das Figuras 32 e 71-73; 2D das Figuras 71, 39) que podem ser acopláveis a uma ou mais cabeças de poços (7) e árvores de válvulas (10 e 10A das Figuras 1, 3, 6-10 e 13-14) para comunicação fluida seletiva de misturas de gases, líquidos e/ou sólidos em, e a partir de, pelo menos, uma região na extremidade inferior de uma passagem através de estratos subterrâneos, dentro de um depósito de sal (5) , que pode ser usado para o armazenamento de hidrocarbonetos e de dissolução do sal. Os passos do método podem incluir ainda o fornecimento de água, fluidos salinos inertes, e/ou hidrocarbonetos no interior da região de modo a formar uma almofada entre o revestimento final cimentado (3) da sapata (16) e a interface de substancialmente água, utilizável para formar um espaço de armazenamento de almofada e ser ainda utilizável com as ditas duas ou mais colunas de dutos para fornecer uma pluralidade de barreiras (7, 10, 10A, 61, 64, 74, 148, 149) para a pressão operações subterrâneas de hidrocarbonetos em pressão controlada (C01-C02), de armazenamento (IS, 1T) e/ou de e para um espaço de armazenamento de reserva, durante as operações adicionais de mineração por solução (IS, IT e CO1 a C07).

As concretizações da presente invenção podem usar uma coluna de barrilete (70Q da Figura 3, 70R da Figura 9, 70T da Figura 10, 70U da Figura 30, 7 0W da Figura 31, 7 0G da Figura 38, 76M da Figura 6, 76N das Figuras 11-12, 76H das Figuras 54-58) com uma ou mais pontes de barriletes (23 das Figuras 3, 6, 9-12, 17-26, 30-34, 38, 42-44, 54-58,71 -73 e 80) , que podem ser usadas com um ou mais dispositivos de controle de fluxo (61 das Figuras 9-12, 15, 22-31, 35-36, 39-41, 43-44, 51-53, 55-58 e 63-65) para controlar, seletivamente, correntes de fluxos de misturas fluido subterrâneas pressurizadas no interior de uma passagem através de estratos subterrâneos (52), por um ou mais poços subterrâneos que se estendem a partir de uma perfuração única principal (6).

Diversas concretizações preferenciais de mineração por solução e armazenamento subterrâneo simultâneos (C06 das Figuras 14 e 81, e de C07 das Figuras 13 e 81) da presente invenção podem ser utilizados com poços convencionais de duas ou mais construções de colunas, que sejam capazes de conter uma almofada de armazenamento pressurizado (1S) durante a injeção de água para deslocar o armazenamento e/ou minar por solução uma parede da caverna (1A).

Concretizações preferenciais da presente invenção podem utilizar um aparelho de ponte de barrilete (23) com uma primeira pluralidade de dutos numa extremidade superior (2, 2A, 2B das Figuras 17, 21, 31-32, 38, 42 e 71 - 73, 2C das Figuras 32 e 71-73, 2D das Figuras 71) e uma segunda pluralidade de dutos de uma extremidade inferior, em que a primeira pluralidade de dutos pode formar pelo menos uma passagem intermediária concêntrica (24, 24A e 24B das Figuras 71 -73 24X, 24Y e das Figuras 17-20, 22-23, 25-26 e 32-34 e 24Z das Figuras 32-34), que pode ser disposta na proximidade de uma passagem interna (25), que pode ser usada para comunicar fluidos e dispositivos que podem ser acopláveis dentro da passagem, ou com pelo menos um receptáculo (45), em que os dispositivos de controle do fluido acoplado (61, 128 das Figuras 6, 27-28) podem ser utilizados para controlar seletivamente a comunicação fluida.

A comunicação fluida entre as passagens podem ocorrer por meio da primeira e, pelo menos, da segunda passagens radiais fluidicamente separadas (75 das Figuras 18-19, 22- 26, 33-34, 38, 43-44, 54-57 e 71-73), que podem ser associadas a, pelo menos, o primeiro e pelo menos o segundo orifícios das passagens radiais (59 das Figuras 18-19, 22- 26, 33-34, 43-44 e 55-58), que estão conectados à passagem mais interna (25) . Pelo menos uma passagem pode s$r pelo menos parcialmente bloqueada da comunicação fluida por uma parede do outro lado da passagem ou por um dispositivo de controle de fluido (61) entre a pluralidade de pontes de barriletes na extremidade superior de dutos concêntricos e a ponte de barrilete da extremidade inferior dos dutos concêntricos ou não concêntricos (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 39), que compreendem uma coluna concêntrica da extremidade inferior ou câmara de derivação da extremidade inferior (43 das Figuras 38, 45-46, 48-50, 54-59, 61, 66-67 e 71-73), respectivamente.

Correntes de fluxos de mistura de fluidos podem ser desviadas de uma passagem para outra passagem disposta radialmente para dentro ou para fora a partir da passagem desviada da ponte de barrilete, localizada entre a dita pluralidade de dutos concêntricos da extremidade superior e a dita pluralidade de dutos da extremidade inferior para, durante o uso, o controlar a comunicação fluida pressurizada dentro da passagem mais interna (25), uma passagem circundante (55), e/ou uma passagem intermediária (24, 24A, 24B, 24C, 24X, 24Y, 24Z) , que pode ser formada por uma pluralidade de dutos concêntricos dentro da passagem através de estratos subterrâneos (52), que podem estender-se axialmente para baixo a partir de um ou mais poços de perfuração principal única (6), durante a construção do poço e/ou operações do poço.

Diversas concretizações de ponte de barrilete (23C das Figuras 6, 17-20 e 22-26, 23F das Figuras 3, 6, 9-12, 21-26 e 30-31 e 231 das Figuras 31-34) da presente invenção pode segregar uma passagem fluida intermédia concêntrica, circunferencialmente, de modo a formar passagens axiais (24X, 24Y, 24Z) fluidamentejseparadas. As passagens axiais fluidamente separadas podem ser associadas com passagens radiais (75) , que são pelo menos parcialmente bloqueadas da comunicação fluida entre as extremidades superior e inferior por uma ou mais paredes de desvio de fluido através dos orifícios das passagens radiais (59), em comunicação com a passagem mais interna (25), em lados axialmente opostos de um receptáculo (45), utilizável para o acoplamento de um dispositivo de controle de fluxo (61), em que o bloqueio da passagem mais interna provoca correntes de fluxo que passam entre a passagem mais interna e pelo menos uma passagem concêntrica (24, 24A, 24B, 24C, 24X, 24Y, 24Z, 55) .

As concretizações podem também incluir várias concretizações relacionadas com a ponte de barriletes (23F das Figuras 3, 6, 9-12, 21-26 e 30-31; 231 das Figuras 31- 34, e 23S, 23T, 23V e 23Z da Figura 31) com válvulas subterrâneas (74 das Figuras 1, 3, 6, 8-10, 13-14, 22-26 e 30-31, e 74A, 74B e 74C das Figuras 30 e 31), que podem ser acopladas a uma coluna de dutos mais interna (2) , nas extremidades da coluna (2) e entre as pontes de barriletes para controlar seletivamente a comunicação fluida pressurizada através das passagens para a formação de um conjunto de ponte de barrilete controlada por válvula.

Outras concretizações preferenciais de ponte de barrilete (231 das Figuras 31-34, 23S das Figuras 10, 31 e 42-44, e 23Z das Figuras 31 e 38), podem usar pelo menos uma passagem radial (75) para se comunicar fluidamente entre a passagem mais interna e pelo menos uma passagem adicional concêntrica (24A, 24B, 24C, 55) , que pode ser formada por uma cadeia concêntrica (2A, 2B, 2C, 2D) e/ou a pasgagem através das camadas subterrâneas (52) que passa através de pelo menos uma passagem intermediária concêntrica (24) formada por uma pluralidade de dutos.

Outras concretizações diferentes de ponte de barrilete (23T de Figuras 6, 11-12, 31 e 54-58, 23V das Figuras 31 e 71-73, 23Z das Figuras 31 e 38) podem usar passagens radiais fluidamente separadas (75), que compreendem as passagens associadas de dutos perfurados de saída (39) de uma câmara de derivação (43), que se comunicam através dos orifícios das passagens radiais (44, 59) com a passagem mais interna da pluralidade dutos concêntricos da extremidade superior (2, 2A, 2B, 2C, 2D). Pelo menos uma passagem radial adicional pode se comunicar fluidamente com a passagem mais interna de pelo menos um duto de saída da perfuração, e pelo menos uma passagem axial (24, 24A, 24B, 24C, 24X, 24Y, 24x, 55) , que é formada pela extensão da extremidade superior da pluralidade de dutos concêntricos para envolver e/ou acoplar-se com o duto de saída perfurado, ou um duto de fluido de suporte (150 das Figuras 68-73), com um seletor de perfuração (47 das Figuras 3, 35- 37, 47, 51-53, 59 e 63-65, 47A das Figuras 35-36 e 39-41) utilizável para comunicar seletivamente os fluidos e os dispositivos de controle do fluido através da passagem mais interna dos furos de saída da câmara de derivação para acoplamento com receptáculo para controlar seletivamente a comunicação de fluido entre e/ou através de passagens.

Concretizações diferentes de métodos de construção (CS1 para CS8 das Figuras 3, 5-6, 9-12, 59-62 e 66-71) podem ser utilizados para fornecer uma pluralidade de barreiras de pressão de dutos metálicos convencionais com passagens intermediárias para monitoração da pressão com, por exemplo, medidores em anel (13 da Figura 1) para medir as pressões entre uma barreira secundária (148 das Figuras 60-70) e uma falha potencial de uma barreira primária (149 das Figuras 60-70).

Em outras concretizações de ponte de barrilete (23T das Figuras 6, 11-12, 31 e 54-58, 23V das Figuras 31 e 71- 73), câmaras de derivação podem ser usadas com um método de construção (CS8 de 59-62 e 66-71) para fornecer uma pluralidade de dutos de tamanhos convencionais dentro de uma perfuração principal única, que podem ser também úteis para fixar os conectores de dutos de comunicação fluida ou de construção sólida, dispostos concentricamente ou radialmente, dentro de um duto de apoio de pressão secundária, em que o acoplamento de colunas de dutos primário e secundário de barreira de pressão integral e/ou o fornecimento de um reservatório de alívio de pressão, tal como estratos fraturáveis expostos abaixo de uma sapata de revestimento, podem ser utilizadas para limitar a pressão exercida sobre o duto secundário de suporte de pressão no caso de o duto primário falhar.

Concretizações de ponte de barrilete (23Z das Figuras 31 e 38) da presente invenção podem usar a passagem mais interna (25) de um duto de saída perfurado (39), que pode ser alinhado axialmente ao eixo da câmara (41) com uma pluralidade dutos concêntricos da extremidade superior estendidos, para envolver o duto de saída perfurado alinhado axialmente com pelo menos outro duto de saída perfurado, que atravessa pelo menos uma passagem intermediária concêntrica (24, 24A, 24B, 24C, 24X, 24Y, 24Z) para comunicar-se fluidamente com uma passagem concêntrica intermediária diferente (24, 24A, 24B, 24C, 24X, 24Y, 24Z) ou a passagem circundante (55) . Um sejletor de furo (47, 47A) ou um dispositivo de controle de fluxo (61) pode ser usado para controlar seletivamente a comunicação fluida através das passagens radiais formadas pelos orifícios de saída. Passagens radiais e orifícios associados adicionais podem ser utilizados com o desviador de fluxo (21 das Figuras 9 e 38) da ponte de barrilete (23Z) para cruzar entre a passagem mais interna (25) e uma passagem adjacente concêntrica (24).

Outras concretizações de ponte de barrilete (23S das Figuras 10, 31 e 42-44) podem usar passagens radiais fluidamente separadas, com uma primeira passagem radial que compreende um pórtico (22 das Figuras 35-36, 39-41 e 43-44) furo alinhado axialmente com a passagem mais interna (25) para a separação fluida de pelo menos parte de, pelo menos, uma segunda passagem radial, que pode compreender um duto de passagem que passa através da passagem concêntrica intermediária (24), entre uma pluralidade de dutos concêntricos (2, 2A, 2B, 2C, 2D), para comunicar fluidamente entre a passagem interior (25) e uma passagem concêntrica intermediária diferente (24, 24A, 24B, 24C, 24X, 24Y, 24Z) ou passagem circundante (55). O pórtico (22) pode ser transportável através da passagem mais interna e pode ser acoplável com um receptáculo para controlar seletivamente a comunicação de fluido de controle, ao estrangular, pelo menos, parte de, pelo menos, a segunda passagem radial.

Vários dispositivos de controle de fluxo (61), incluindo uma concretização do pistão de orifício (128 das Figuras 6, 27-28), pode ser transportável através da passagem mais interna (25) com, por exemplo, um cabo de perfilagem (4A da Figura 16)) para o acoplamento de pelo menos um receptáculo (45). A colocação e remoção dos dispositivos de controle de fluxo pode ser assistida por maior pressão diferencial aplicada a uma superfície de pistão axial para cima ou axialmente para baixo, em que os cabos ou dutos são passados através de pelo menos um orifício (59) do pistão de orifício (128), durante a utilização da superfície do pistão para desviar pelo menos uma parte das correntes de fluxo de mistura de fluido para uma passagem que não a passagem mais interna.

Concretizações do método construção (CS1 da Figura 3, CS2 da Figura 5, CS3 da Figura 6, CS4 da Figura 9, CS5 da Figura 10, CS6 da Figura 11, CS7 da Figura 12 e CS8 das Figuras 59-63 e 66-71) podem ser combinadas com as concretizações dos métodos de operações de hidrocarboneto (CO1 da Figura 3, C02 da Figura 6, C03 da Figura 9, C04 da Figura 10, C05 da Figura 12), para a utilização de, pelo menos, um aparelho de ponte de barrilete (23C, 231, 23S, 23T, 23V, 23Z), para formar uma coluna de barrilete, ou com duas ou mais colunas dutos de poços convencionais de pressão controlável (C06 da Figura 14, de C07 Figura 13), para controlar seletivamente correntes de fluxo de mistura de fluidos subterraneamente pressurizados no interior da passagem através dos estratos subterrâneos (52), por um ou mais poços subterrâneos que se estendem desde uma perfuração principal única (6) .

As concretizações dos métodos de construção e de operação (CS1-CS8 e CO1-C05) , respectivamente, podem incluir pelo menos uma coluna de barrilete (70, 76) com uma pluralidade de dutos concêntricos (2, 2A, 2B, 2C, 2D) para acoplamento com uma pluralidade de dutos de ponte de barrijlete associada, com pelo menos uma passagem concêntrica intermediária (24) disposta próximo a uma passagem mais interna (25) que pode ser utilizada para a comunicação fluida e dispositivos, com pelo menos um receptáculo (45) utilizável para acoplamento de dispositivos de controle de fluido (61) para controlar seletivamente a comunicação fluida pressurizada.

As concretizações do método (CS1-CS8 e C01-C05) podem ser utilizadas para a comunicação fluida de correntes de fluxo de mistura de fluido através da ponte de barrilete (23) das passagens radiais (75) fluidamente separadas e orifícios associados (59) para as passagens mais internas (25).

Concretizações do método (CS1-CS8 e C01-C05) podem ainda incluir o desvio de pelo menos uma parte da corrente de fluxo de mistura de fluidos comunicada a uma passagem diferente, que pode ser disposta radialmente para dentro ou para fora a partir da passagem de desviada de uma ponte de barrilete (23), entre a extremidade superior da coluna de barrilete ou uma pluralidade de dutos concêntricos e a coluna de barrilete da extremidade inferior ou a pluralidade de dutos cruzados para, em utilização, controlar a comunicação fluida pressurizada no interior da passagem mais interna (25), passagem concêntrica intermediária (24, 24A, 24B, 24C, 24X, 24Y, 24Z) , e/ou a passagem circundante (55) , que pode ser formada entre a pluralidade de dutos (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 39) e a passagem através de estratos subterrâneos (52) que se estendem axialmente para baixo a partir de um ou mais poços de uma perfuração principal única (6).

As concretizações do método (CS1-CS8 e C01-C07) podem também incluir árvores de válvulas submarinas ou de superfície (10, 10A) com válvulas submarinas ou de superfície (64) e/ou válvulas subterrâneas (74), utilizáveis com linhas de controle (79 das Figuras 1 e 22- 26) acopladas em cada uma das extremidades dos dutos mais internos (2, 39) de uma ponte de barrilete (23) para controlar seletivamente pelo menos uma parte do fluido pressurizado que é comunicado entre as passagens mais internas (25) e pelo menos uma passagem concêntrica (24, 24A, 24B, 24C, 24X, 24Y, 24Z, 55).

Outras concretizações do método (CS1-CS8 e C01-C07) incluem o fornecimento de dispositivos de controle de fluxo (61), que podem se comunicar através da passagem mais interna (25) e acoplados dentro de uma perfuração (25) e/ou receptáculo (45) de uma coluna de dutos para controlar seletivamente a comunicação fluida, ao desviar pelo menos uma parte das correntes de fluxo de misturas de fluido comunicadas.

Outras concretizações do método (CS1-CS8 e C01-C05) incluem o fornecimento de um pistão de orifício (128) de dispositivo de controle de fluxo (61), colocável e removível de um furo (25) ou um receptáculo (45) de uma coluna de barrilete (70, 76) por uma pressão diferencial maior aplicada a uma superfície de pistão axialmente para cima ou axialmente para baixo, em que os cabos (11 da Figura 15) ou dutos podem ser colocáveis através do pistão de orifício, enquanto desviam pelo menos uma porção correntes de fluxo de mistura de fluidos comunicadas para uma passagem diferente da passagem mais interna.

Diversas concretizações diferentes do método (1T, CS1- CS8 e C01-C07) podem ser usadas para controlar seletivamente a comunicação de misturas fluidas de gasps, líquidos e/ou sólidos entre as extremidades superiores de uma perfuração principal única (6) e a região proximal da passagem através de estratos subterrâneos (52) para superbalancear, balancear, ou sub-balancear as pressões hidrostáticas exercidas sobre a região proximal durante a comunicação fluida.

Concretizações do método em operações combinadas (IS, IT, CS1-CS8 e C01-C07) incluem o fornecimento fluidos sal inertes e/ou hidrocarbonetos, dentro de uma região subterrânea, para a formação de uma almofada entre a sapata cimentada de revestimento final, e a interface de substancialmente água, utilizável para formar uma almofada de espaço de armazenamento e/ou mineração por solução usando um processo de dissolução de sal.

Outras concretizações do método em operações combinadas (CS1-CS8 e C01-C07) podem ser utilizadas com duas ou mais colunas (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 39) para controlar seletivamente a comunicação fluida pressurizada entre uma árvore de válvula (10, 10A) e a região da passagem através das camadas subterrâneas (52) para controlar seletivamente uma interface de substancialmente água, com uma árvore de válvula e fluidos sal inerte ou hidrocarbonetos, de modo a formar um espaço de almofada para, em uso, fornecer simultaneamente, operações de armazenamento de hidrocarbonetos subterrâneos em pressões limitadas (IS das Figuras 9-10 e 12-14) de e para o espaço de armazenamento de almofada durante as operações de mineração por solução (1 das Figuras 7, 9-10 e 12-14).

Diversas concretizações do método em operações combinadas (IS, IT, 157, CS1-CS8 e C01-C07), podem substituir os métodos convencjionais (CM1 da Figura 1, a Figura 4 de CM2, CM3 da Figura 7 e Figura 8 de CM4), ou complementar projetos convencionais de poço (CM5 das Figuras 13-14 e 81), com um aparelho e/ou métodos da presente invenção, para controlar seletivamente a comunicação de mistura de fluido de um ou mais poços de perfuração principal única (6).

Outras concretizações diferentes do método (IS, 1T, CS1-CS8 e C01-C05) podem ser usadas para controlar a comunicação fluida pressurizado de fluidos sal inertes ou hidrocarbonetos, que são armazenados e recuperados de uma almofada com uma ponte de barrilete controlada por válvula para controlar seletivamente a interface de substancialmente água para causar a dissolução de sal, para afetar as pressões de trabalho associadas, os volumes e as temperaturas dos fluidos armazenados e recuperados de um espaço de armazenamento e/ou a taxa de mineração por solução durante as operações combinadas de mineração por solução operações de armazenamento.

Outras concretizações do método (IT, CS1-CS8 e C01- C07) podem ser utilizadas para controlar a forma das paredes das cavernas com uma interface de substancialmente água controlada seletivamente, que pode resultar da comunicação fluida pressurizada para controlar o volume de armazenamento de trabalho e a taxa mineração por solução para variar a rotatividade do volume de armazenamento e as taxas de fluência naturais do sal, durante o armazenamento de hidrocarbonetos no subsolo e as operações de mineração por solução (1S).

Ainda outras concretizações do método (1T, 157) fornecem água a uma interface de substancialmente água ou fluidcj para gerar e deslocar a salmoura, em uma extremidade inferior de uma salmoura e reservatório de armazenamento primário através de um arranjo de duto de tubo em U, para, pelo menos, uma salmoura reservatório de armazenamento secundária para minimizar a dissolução de sal, pelo menos, na salmoura e reservatório de armazenamento secundário durante tais operações.

Outras concretizações do método relacionadas (TI, 157) fornecem controle seletivo de comunicação fluida pressurizada de fluidos sal inertes ou armazenados, armazenados e recuperados de uma caverna de sal de reserva, para afetar pressões, volumes e temperaturas associadas de trabalho de fluidos armazenados e recuperados um reservatório de salmoura e de armazenamento e/ou volumes de armazenamento de trabalho, taxas de mineração por solução, taxas de fluência de sal, ou suas combinações, até atingir o diâmetro máximo eficaz para a estabilidade da caverna de sal após o que os fluidos sal inertes são armazenados.

Ainda outras concretizações do método (157) compreendem arranjar e separar um ou mais reservatórios para fornecer pilastra de sal de suporte de acordo com a pressão dos fluidos armazenados no interior e diâmetros efetivos dos referidos reservatórios de salmoura e armazenamento.

Finalmente, diversas outras concretizações do método (IS, IT, CS1-CS8 e C01-C07) podem ser usadas para fornecer uma reserva subterrânea de fluido para operações de transporte por tubulações, produção de poço, e/ou de armazenamento subterrâneo, em que um espaço de armazenamento de almofada pode ser ainda utilizável para a separação de fluidos de diferentes gravidade específica e para acessar seletivamente os fluidos separados através de uma ponte de barrilete.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Concretizações preferenciais da invenção são descritas a seguir apenas por meio de exemplos, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

As Figuras 1 e 2 ilustram um poço subterrâneo e o conceito de danos na permeabilidade do revestimento, respectivamente.

A Figura 3 ilustra uma concretização da presente invenção utilizável para reduzir o impacto dos danos no revestimento e/ou mineração por solução de uma caverna.

A Figura 4 mostra uma técnica anterior de construção por ramificação multipoços utilizando a tecnologia convencional de metal expandido.

As Figuras 5-6 ilustram uma construção intermediária e passo completado do método para pluralidade de concretizações de poço da presente invenção a partir de uma perfuração principal única, utilizável para poços de substancialmente hidrocarbonetos e/ou de substancialmente água.

As Figuras 7 e 8 mostram os passos na construção de poço de mineração por solução e espaço de armazenamento subterrâneo.

As Figuras 9-14 ilustram concretizações do método para a construção de poços subterrâneos e espaços de armazenamento de um único poço e/ou de uma pluralidade de poços que se estendem a partir de uma perfuração principal única.

As Figuras 15 a 16 mostram um aparelho da técnica anterior utilizável com a presente invenção. j As Figuras 17-20 ilustram uma concretização de uma ponte de barrilete da presente invenção.

As Figuras 21-26 ilustram uma coluna de barrilete que usa uma ponte de barrilete da presente invenção. As Figuras 27-28 mostram uma concretização do pistão de orifício da presente invenção para controlar seletivamente correntes de fluxo de fluido.

A figura 29 ilustra um aparelho de bomba de fluido do presente inventor utilizável para controlar seletivamente as correntes de fluxo de fluido dentro de concretizações da presente invenção.

As Figuras 30 e 31 são ilustrações esquemáticas de modos de realização do ponte de barrilete da presente invenção. As Figuras 32-34 ilustram uma concretização de ponte de barrilete da presente invenção com passagens concêntricas intermediárias adicionais.

As Figuras 35-37 ilustram aparelho do presente inventor utilizável para controlar seletivamente as correntes de fluxo de fluido dentro de concretizações da presente invenção.

A figura 38 ilustra uma concretização de uma ponte de barrilete da presente invenção, adaptada de colunas de desvio de fluxo do presente inventor.

As Figuras 39-41 mostram várias vistas de um aparelho adaptado da técnica anterior, utilizável como um seletor de furo da presente invenção.

As Figuras 42-44 ilustram uma concretização de ponte de barrilete da presente invenção, utilizável para reduzir o comprimento de uma ponte de barrilete. As Figuras 45-53 mostram vjários aparelhos do presente inventor utilizável com a presente invenção.

As Figuras 54-58 ilustram uma concretização de ponte de barrilete da presente invenção formado de uma câmara de junção adaptada do presente inventor.

As Figuras 59-67 mostram vários aparelhos do presente inventor utilizável com um método de construção da presente invenção.

As Figuras 68-70 ilustram exemplos de configurações de duto e perfuração convencionalmente dimensionados e utilizáveis dentro de uma perfuração principal única, e que podem ser utilizados com um método de construção da presente invenção.

As Figuras 71-73 ilustram uma concretização adaptada da ponte de barrilete de câmara de derivação da presente invenção com outras passagens concêntricas intermediárias de uma perfuração principal única estendidos como suporte passagens de fluido.

A Figura 74 ilustra esquematicamente um dispositivo de armazenamento subterrâneo de liquido usando deslocamento de salmoura de uma lagoa de salmoura.

A Figura 75 ilustra esquematicamente uma concretização com comunicação fluida similar a um tubo em U entre uma caverna de armazenamento subterrâneo e o reservatório subterrâneo de salmoura associado.

A Figura 76 mostra esquematicamente uma concretização de comunicação fluida com bombeamento, turbina, fluido comprimido através de barrilete de duto de superfície entre uma caverna de armazenamento subterrâneo e do reservatório de salmoura subterrânea associado.

As Figuras 77 e 78 mostram gráficos para os conceitos convencionais de relações de volume de trabalho para reaquecimento de uma caverna subterrânea de armazenamento de gás, após a mineração por solução e ciclos de uso da demanda.

A Figura 79 mostra esquematicamente uma coluna de desaguamento de caverna de armazenamento de gás até a completação, antes de sua remoção.

A figura 80 ilustra esquematicamente uma concretização utilizável com um método de armazenamento subterrâneo de caverna acoplada a aparelhos e métodos para operar cavernas subterrâneas de armazenamento com reservatórios de salmoura da presente invenção.

A Figura 81 ilustra esquematicamente uma concretização do método utilizando arranjo de poço duplo de armazenagem subterrânea.

As Figuras 82 e 83 mostram esquematicamente vista em planta de concretizações do método de arranjos de caverna, utilizáveis para operar cavernas de armazenamento subterrâneo e reservatórios de salmoura.

Concretizações da presente invenção são descritos abaixo com referência às figuras mencionadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES

Antes de explicar as concretizações selecionadas da presente invenção em pormenor, deve-se entender que a presente invenção não está limitada às concretizações particulares aqui descritas e que a presente invenção pode ser praticada ou realizada de várias maneiras.

Referindo-nos agora às Figuras 1-14, são mostradas as comparações dos métodos de construção CS1, CS2, CS3, CS4, CS5, CS6 e CS7 das Figuras 3, 5, 6, 9, 10, 11 e 12, respectivamente, e construção combinada e métodos de operações COL, C02, C03, C03, C04, C05, C06 e C07 das Figuras 3, 6, 9, 10, 12, 14 e 13, respectivamente, com os métodos convencionais da técnica anterior de hidrocarbonetos CM1, CM2 e métodos convencionais de armazenamento subterrâneo CM3 e CM4 das Figuras 1, 4, 7 e 8, respectivamente. Os métodos de construção convencionais não são geralmente combináveis com as operações convencionais, por várias razões, incluindo uma incapacidade de controlar seletivamente a pressões de operação durante a construção do poço e/ou colocar uma pluralidade de barreiras de dutos metálicos entre a produção de hidrocarbonetos potencialmente explosivos e o pessoal que executa os ativos de construção.

A Figura 1 mostra uma vista esquemática em projeção vertical de corte transversal de um método convencional de construção de poço subterrâneo (CM1), utilizável para diversos poços de hidrocarbonetos ou armazenagem subterrânea. A Figura mostra uma porção mais baixa de revestimento vedador (19) perfurado (129) cimentado (20) que pode ser substituído por um espaço de armazenamento subterrâneo de uma armadilha geológica (1A), de um reservatório esgotado, ou um espaço que foi minerado por solução a partir do furo nos estratos (17) para as paredes de sal das cavernas (1A), em que uma porta deslizante (123), geralmente, não está presente.

A extremidade superior dos poços subterrâneos da presente invenção pode ser construível pela perfuração de uma passagem nas camadas (17) e colocação de um invólucro guia (14) , que pode ser fechado e selado no furo com cimento e referido como uma sapata de revestimento (16), após o que a perfuração, colocação e cimentação um ou maj.s invólucros intermediários (15) e vedação de sapata de revestimento (16) pode ocorrer, antes de colocar o revestimento (3) e a sapata de revestimento (16) final cimentada (20). Câmaras de derivação e colunas de barriletes do presente inventor podem ser usáveis como, ou colocáveis através, de revestimentos intermediários.

Geralmente, furar uma passagem final pelos estratos (17) através do revestimento final, cimentado (3) para a região de destino subterrânea pode ser seguido de uma completação da perfuração aberta com, por exemplo, poços de mineração por solução ou a cimentação descrita (20) e revestimento vedador (19) perfurado (129) no interior, por exemplo, dos poços de produção de hidrocarbonetos ou poços de eliminação de resíduos.

Enquanto revestimentos vedadores (19) são, geralmente, acoplados ao intermediário (15) e/ou invólucro cimentado final (3) , com uma suspensão e retentor (40) , de revestimentos não vedadores (3, 14, 15) são tipicamente acoplados a uma cabeça de poço (7), em que as passagens intermediárias concêntricas ou anulares são monitoradas com medidores (13) para as alterações de pressão, o que indicaria uma quebra da barreira primária (2) ou perda de integridade das barreiras secundárias (3, 15, 19), que retêm fluido pressurizado subterrâneo liberado.

Os dutos de produção (2) ou tubos, geralmente formam a barreira primária, localizada no interior da passagem através dos estratos subterrâneos (52) e compreendem passagens de revestimentos (3, 14, 15), revestimentos vedadores (19) e furos por estratos (17). A tubagem de produção ou revestimento de produção pode ser fixada ao revestimento final cimentado (3j) ou revestimento vedador com um obstruidor de produção (40) na sua extremidade inferior, e com a extremidade superior fixada à cabeça do poço (7) para formar a barreira primária aos fluidos subterrâneos pressurizados.

Uma árvore de válvula (10) com as válvulas seletivamente operáveis (64) pode ser acoplada na extremidade superior da cabeça do poço. Para poços convencionais minerados por solução, os dutos de produção e injeção (2, 2A), podem estar livres suspensos a partir da árvore de válvula durante o processo de dissolução de sal, tal como descrito na Figura 7, após a qual uma completação, semelhante ao mostrado na Figura 1, pode ser instalado para operações de armazenamento subterrâneo.

A passagem mais interna (25) pode ser controlada por uma válvula subterrânea (74), que pode ser operada com uma linha de controle (79) e pode ser acoplada entre os dutos de produção (34) ou coluna de dutos de injeção (2), que pode ser equipada com uma porta lateral deslizante (123) para permitir a comunicação fluida limitada entre a passagem concêntrica ou circundante (55) e a passagem mais interna (25). A porta lateral deslizante pode ser utilizada para os diversos métodos de construção, mas é geralmente fechada para mistura de fluido (38) de produção (34), com a passagem anular (55) principalmente usada para monitorar pressão primária da barreira de controle (2) e barreira secundária (3) das colunas de dutos.

Em comparação, vários aparelhos e métodos da presente invenção proporcionam uma passagem concêntrica intermediária adicional utilizável entre a passagem mais interna (25) e a passagem circundante (55), e/ou fornecem uma colçjna externa para substituir o revestimento final cimentado (3) para a instalação de uma completação com a coluna de revestimento final cimentada, ao contrário dos métodos convencionais (CM1).

Os métodos convencionais para controlar as pressões subterrâneas com uma completação, por exemplo, 2, 40, 74 e 123, colocado no interior da perfuração do poço, com uma solução salina forte ou lama de perfuração de maior pressão hidrostática para controlar as pressões subterrâneos de um furo por estratos exposto (17), sem um revestimento vedador (19, 20, 40), são geralmente firmados com um obstruidor de produção (40) que é acoplado entre o tubo (2) e um revestimento final cimentado (3) , depois do qual a árvore de válvula (10) é instalada com a porta lateral deslizante (123) aberta para remover a salmoura pesada ou lama de perfuração de controle de pressão do espaço anular (24), antes de fechar a porta lateral deslizante (123) e fluir (34) misturas de fluido (38) .

Em comparação, vários métodos da presente invenção proporcionam uma ponte de barrilete que pode ser usada para controlar seletivamente a comunicação fluida durante a construção, substituindo, por exemplo, a porta lateral deslizante (123) para utilização durante as operações de produção e/ou injeção, para proporcionar um barrilete subterrâneo seletivamente controlável para controlar um ou mais poços de uma perfuração principal única (6), ao contrário dos métodos convencionais (CM1).

Outros métodos convencionais de controle de pressão incluem, por exemplo, a colocação de uma completação (2, 40, 74), sem uma porta lateral deslizante (123), dentro de um fluido de completação usando um revestimento vedador (19), que está cimentado (20) através de furos nos estratos (17), selados com um revestimento vedador obstruidor de topo (40), e fixado com um gancho no revestimento final cimentado (3) para controlar a pressão subterrânea, enquanto a árvore de válvula (10) é colocada para controlar as pressões subterrâneas. Após o que, a sonda (4A da Figura 16) pode ser utilizada para colocar as pistolas de perfuração lateral através da válvula de segurança (74), temporariamente desativando a válvula, passar um cabo de perfilagem por uma guia de reentrada (13 0) para perfurar (129) a passagem através dos estratos subterrâneos (52) com um superbalanceamento ou sub-balanceamento limitado para evitar empurrar e emaranhar as pistolas de perfuração lateral e o cabo com que foram colocados, após o que as pistolas de perfuração lateral e a plataforma são removidos em uma operação de pressão controlada.

Em comparação, vários aparelhos e métodos da presente invenção proporcionam um meio de formar um sub- balanceamento significante ao fazer circular através de uma passagem adicional para, por exemplo, executar a perfuração sub-balanceada ou perfuração através de uma completação, como descrito mais tarde.

Manter o controle das pressões subterrâneas durante a construção e subsequente injeção, ou produção de ou para os estratos subterrâneos através de passagens no poço, é um axioma central de operações de poço que afeta praticamente todas as atividades desde a seleção de revestimentos, revestimentos vedadores e equipamentos associados aos fluidos colocados no interior da passagem através dos estratos subterrâneos (52) para reter hidrostaticamente misturas de fluidos (38) antes de pressionar a produção controlada (34) por meio de uma árvore de válvula (10). Eiji alguns casos, tais como as atividades de perfuração e construção de poços em reservatórios subterrâneos de baixa permeabilidade, a produtividade a longo prazo pode ser prejudicada por métodos convencionais de superbalanceamento para controlar as pressões subterrâneas.

Nos reservatórios de baixa pressão ou menor permeabilidade, os danos ao revestimento (135 da Figura 2) podem ocorrer durante, por exemplo: a perfuração do reservatório, a colocação da completação em um furo aberto, e/ou durante os métodos convencionais de perfuração superbalanceada, quando sub-balanceando o reservatório riscos de causar que pistolas de perfuração lateral sejam empurradas para cima e causem o emaranhamento dos cabos de perfilagem e/ou se prendam à coluna de perfuração e tornem a válvula de segurança (74) e a árvore de válvula (10) inoperáveis, até que as pistolas e aparelhos de transporte sejam removidos do caminho das válvulas de fechamento.

Referindo-se agora à Figura 2, a Figura mostra uma vista em planta por cima de uma projeção vertical de secção transversal com e ao longo da linha A-A, com linhas tracejadas que mostram as superfícies ocultas, que mostram o conceito convencional de dano à permeabilidade do revestimento (135), com as partículas maiores do reservatório (133), tal como grãos de areia no reservatório, compactados pelas pressões subterrâneas. Pontes entre as partículas formam poros intermediários (131) dentro dos quais misturas fluidas de gases comprimidos, líquidos e pequenas partículas sólidas podem estar presentes. Quando os espaços dos poros (131) estão suficientemente ligados para fluir misturas de fluidos, os espaços ligados dos poros são permeáveis (132) .

Misturas fluidas presentes no interior dos espaços dos poros (131), são submetidas à sobrecarga da pressão subterrânea e a permeabilidade (132) proporciona uma passagem através da qual as misturas fluidas podem migrar, e em que a conexão fluida a maiores sobrecargas de forças subterrâneas pressurizam os espaços de poro (131) permeáveis mais superficiais (132).

Controlar misturas fluidas subterrâneas pressurizadas em espaços porosos permeáveis, adjacente a uma perfuração de poço (17) ou túnel de perfuração (129), exige uma maior pressão hidrostática ou dinâmica da mistura fluida dentro do furo (17) ou perfuração (129) agindo contra pressão de poro (131), que pode forçar hidraulicamente as partículas menores (134) ou líquidos, por exemplo, as partículas ou líquidos em reservatórios de gás de baixa permeabilidade, para os gargalos de baixa permeabilidade dos espaços porosos adjacentes (131). No entanto, pressão e/ou a área de superfície insuficiente pode forçar as partículas ou líquidos para fora dos poros (131), durante a produção, causando assim danos no revestimento (135). Reservatórios com baixa permeabilidade ou capacidade de fluxo através destes espaços de poros do revestimento (131) podem ter pressão e/ou a área de fluxo insuficiente contra as partículas de estrangulamento (134), ou as forças de capilaridade do líquido, forçarem a intrusão de misturas fluidas para fora dos gargalos dos poros, que pode resultar em danos permanentes ao revestimento (135) o que afeta a produtividade durante a vida útil restante do poço.

A Figura 3 representa uma vista esquemática de projeção vertical através de uma fatia da secção transversõjl dos estratos subterrâneos de uma concretização dos métodos de construção (CS1) e das operações de hidrocarboneto (CO1), que incluem uma coluna de barrilete (70Q) do presente inventor. A coluna de barrilete (70Q) pode ser utilizada com as concretizações das pontes de barriletes (23F, 23Z), como mostrado na Figura 3. Além disso, a Figura mostra diversos elementos de construção convencional de poços, semelhantes ao mostrado na Figura 1, com uma árvore de bobina dupla (10A), capaz de fluir através do furo mais interno (25) , e uma passagem concêntrica (24) acoplada à cabeça do poço (7) e uma coluna de completação (2), que pode compreender uma ponte de barrilete (23F), com colunas de dutos internos (2) e externos (2A) acopladas ao revestimento cimentado final (3) e um obstruidor de produção (40) selado (66) ao revestimento (19) na sua extremidade superior. Um duto de produção (2), com outra ponte de barrilete (23Z) dentro da passagem circundante (55) através de estratos subterrâneos (52), pode ser utilizado para executar uma série de desvios espinha de peixe (136), no qual os obstruidores de produção (40), acoplados ao revestimento vedador (19), separam várias zonas produtoras da zona mais baixa perfurada (129).

Os métodos de operações de construção (CS1) e de hidrocarboneto (CO1) descrevem uma ponte de barrilete (23F) , que pode ser usada para proporcionar a produção e/ou de injeção, quer através das passagens mais internas (25) ou concêntricas (24). A coluna inferior de dutos (2) das pontes de barriletes de desvio de fluxo (23Z) pode ser acoplada ao revestimento vedador (17) com o obstruidor superior (40), após o que, o conjunto superior (2, 2 A, 23F, 40, 66, 137) pode ser acoplado ao conjunto inferior (2, 2A, 23Z, 23Z, 40, 137), com um conector convencional (137), por exemplo um fecho de catraca, selado (66) ao revestimento vedador (19) com, por exemplo, um receptáculo de furo polido e mandril, e fixado ao revestimento de produção final (3) com um obstruidor de produção (40) . Em seguida, a árvore de válvula de carretel (10A) pode ser colocada.

O método de construção (CS1) pode ser usado para o armazenamento subterrâneo em uma armadilha geológica (1A) de um reservatório esgotado, através, por exemplo, de desvios laterais de danos ao revestimento inferior (136) ou perfurações (129), ou em combinação com métodos de operações (CO1), que pode ser usado para o armazenamento subterrâneo e mineração por solução de paredes da caverna (1A) , quando trajetórias de poços são orientadas verticalmente, o obstruidor da extremidade inferior (40) e cimentação (20) são omitidos do revestimento vedador (19) perfurado (129) para permitir o fluxo de fluido para a dissolução do sal. Para a criação caverna de reservatório de salmoura e armazenamento, uma almofada de fluido sal inerte, com gravidade específica mais leve do que a água, pode ser forçado para dentro do poço e permitido subir em torno do revestimento vedador (19), onde pode ser retido pelo obstruidor superior do revestimento vedador (40) para formar uma interface de água que, em combinação com a tecnologia de medição de interface convencional, colocada através da passagem mais interna (25) ou fixada de forma permanente a vários dutos da coluna de barrilete (70Q), pode ser usado para controlar seletivamente as operações de armazenamento combinado e mineração, com a alternância da injeção de uma almofada armazenada de fluido sal inerte, injeção de água doce, e extração de salmoura através da j ponte de barrilete controlado por válvula (23F) e pontes de barriletes de desvio de fluxo (23Z).

Uma vez que as barreiras de contenção de pressão sejam colocadas (CS1) para aplicações de substancialmente hidrocarbonetos, os métodos de operação (CO1) de deslocar uma coluna hidrostática de gravidade específica mais leve pela circulação de um fluido de densidade menor através das passagens mais internas (25) e concêntricas (24), pode ser usado para sub-balancear a pressão hidrostática do fluido no interior da passagem através dos estratos subterrâneos (52) , abaixo da pressão de poros contida por trás do revestimento vedador (19). Isto irá permitir que os fluidos fluam para o exterior durante a perfuração (129), assim reduzindo ou evitando danos ao revestimento (135 da Figura 2), reservatórios não salinos, ou a colocação de uma almofada por baixo do revestimento final cimentado (3) da sapata (16) para reservatórios de salmoura e armazenamento. Um equipamento de perfilagem (4A da Figura 16) pode ser acoplável à árvore de válvula (10A) para a colocação de pistolas para perfurar (129) o revestimento vedador em estado de pressão controlada e sub-balanceada, sem o risco de empurrar as pistolas axialmente para cima com o fluido liberado do espaço de poro, pela circulação para baixo da passagem mais interna (25) usando um cabo de dispositivo de controle de fluxo transponível (61), por exemplo, um pistão de orifício (128 das Figuras 27-28), que pode ser acoplado à ponte de barrilete superior (23F), e retornando através da passagem concêntrica (24) e através da árvore de válvula para o processamento a pressão controlada. Uma vez que a perfuração tenha sido completada em um reservatório não salino, o obstruidor de produção pais baixo pode ser configurado para separar e conter por pressão a zona inferior perfurada de produção (34) de fluido (38).

A concretização de método de hidrocarbonetos (CO1) pode ser utilizada para realizar operações de perfuração sub-balanceada, permitindo simultaneamente a produção (38) ser extraída (34) de um reservatório não salino, para reduzir ou evitar os danos ao revestimento (135 da Figura 2) com, por exemplo, tubos enrolados, em que uma série de desvios laterais (136), tais como os desvios tipo espinha de peixe ilustrados na Figura 3, são realizados por meio dos orifícios de saída das pontes de barriletes (23Z da Figura 38), utilizando um seletor de furo (47 da Figura 37). Se um seletor de furo portado (47 das Figuras 51-53) e a duto de perfuração circulante são passados através de um pistão de orifício (128 das Figuras 27-28), mostrado como um dispositivo de controle de fluxo (61) na Figura 3, um fluido de gravidade específica mais leve, tal como gasolina ou diesel, pode ser distribuído para baixo por uma passagem concêntrica (24), através de orifícios (59) no duto interno (2) da ponte de barrilete superior (23Z), e através do seletor de furo (47) para misturar com os retornos de perfuração da tubo enrolado para sub-balancear as operações de perfuração e os danos do revestimento associado (135 da Figura 2).

Concretizações de métodos de operações de construção (CS1) e de hidrocarbonetos (CO1) podem ser utilizáveis para sub-balancear várias operações executáveis até sua completação. Por exemplo, o enchimento com cascalho de um reservatório não consolidado ou a construção sub-balanceada de armazenamento subterrâneo em um reservatório de arenito esgotado onde] os danos do revestimento afetam negativamente a eficiência de armazenamento. Nestas concretizações, as passagens mais internas (25) e concêntricas (24) podem ser concebidas para o fluxo através da árvore de válvula (10A) para a colocação sub-balanceada de enchimento de cascalho ou construção de poços. Em comparação, as conclusões convencionais (CM1 da Figura 1) não são geralmente utilizáveis para as operações simultâneas de construção e produção, bem como o método convencional de colocação superbalanceada pode danificar permanentemente um reservatório pelo estrangulamento das saídas dos poros, reduzindo assim a sua permeabilidade.

Referindo-se agora à Figura 4, é mostrada uma vista em projeção vertical de corte transversal, dentro dos estratos subterrâneos de uma câmara de derivação (832) com ramificações expansíveis de metal (836, 838). A Figura ilustra barreiras Individuais abaixo do ramo, as quais compreendem metais expansíveis de menor resistência do que os tradicionais materiais de metal endurecidos, em que não estão presentes uma barreira e passagem de barreira secundária, necessárias para o monitoramento da integridade das barreiras subterrâneas primárias do poço abaixo da junção.

A câmara de derivação (832) está colocada no interior de uma perfuração primária de poço e ramos de metal flexível (836, 838) são expandidos para proporcionar uma junção de contenção de pressão, que pode ser limitada pelas graduações inferiores de pressão de colapso e explosão dos metais expansíveis, em comparação com produtos metálicos convencionais temperados e/ou tratados e endurecidos termicamente.

Em comparação, vários aparelhos e métodos da presente invenção podem ser, em geral, construídos com metais convencionais, não expansíveis de alta resistência, com uma pluralidade de barreiras e passagens anulares abaixo de junções para proporcionar aumento da capacidade de suportar pressão e redundância.

A figura 4 mostra poços ramificados (801, 808) que se estendem a partir da câmara de ramificação, e uma sub ramificação (612) é mostrada em um nó de um poço primário, com revestimento primário (604) que atravessa o revestimento intermediário (602) e o revestimento de superfície (600) de uma cabeça de poço (610). A necessidade de acoplar uma sub-ramificação (612) à tubulação de produção (820) e o suporte à baixa resistência a colapso do metal expansível da câmara de derivação (832) exige a cimentação da junção no lugar, impedindo assim a construção de um espaço anular utilizável para monitorar as barreiras do poço primário de poços ramificados (801, 808). A cimentação de dutos dentro perfurações de poços (801, 808) representa uma única barreira que pode, sempre que falhar, contornar o conector (806), vazando através dos estratos e/ou colapsando as junções expansíveis (836, 838) e vazando entre os sub-ramos (612) e câmara de derivação (832) em um anel, com coluna hidrostática insuficiente, quando colocada no interior dos estratos superficiais para evitar o rompimento da barreira do revestimento principal (604). Esta barreira de revestimento primário (604) pode ser exposta a altas pressões subterrâneas transmitidas através de um espaço anular mal cimentado, sem indicações anteriores do aumento da pressão a partir de, por exemplo, um medidor de anel (13 da Figura 1).

Em comparação, diversos aparelhos e métodos da j presente invenção podem ser utilizados para colocar junções rasas de metal endurecido convencional com passagens concêntricas ou espaços anulares, que se prolonguem axialmente para baixo de poços de uma junção de poços, para fornecer as pressões hidrostáticas suficientes e/ou a resistência do metal para uma barreira secundária utilizável. Um reservatório de alívio de pressão, por exemplo, um furo em estratos fraturáveis expostos abaixo de uma sapata de revestimento em comunicação fluida com o espaço anular, pode ser útil para fornecer uma barreira secundária, o que pode proteger o solo acima ou o ambiente da linha de lama no caso de uma falha da barreira primária.

Métodos de completar o poço ramificado mostrados na Figura 4 incluem o fornecimento de um barrilete embutido (612) fixado na câmara de derivação (832), acima da junção do revestimento dos acoplamentos (806) da perfuração (805, 810) do ramo do poço (801, 808). O barrilete embutido pode ser orientado e fixado por meio de um aparelho (510, 862) na câmara de derivação (832) através da orientação do barrilete (612) com um arranjo de chave (812) e ranhura (860) . A Figura mostra a tubulação de produção (820) que pode se estender a partir da superfície para o barrilete de fundo do poço (612) para isolar o poço primário dos poços de derivação (801, 808), que podem ser fechados por tampões colocados nos ramos de acoplamento dos poços (806) abaixo do barrilete de fundo do poço (612).

Se a junção é colocada dentro dos estratos mais profundos, o ramo de metal expansível pode proporcionar barreiras suficientes, quando combinado com uma maior pressão hidrostática entre a tubulação (820) e o revestimento primário (604), semelhante a uma pedido multilateral colocada profundamente dentro dos estratos subterrâneos ou se um arranjo obstruidor de produção for utilizado acima ou no lugar do barrilete de fundo de poço (612). No entanto, a resistência ao colapso de uma junção de metal expansível pode ser insuficiente para resistir adequadamente às pressões de poros subterrâneos muito profundos.

A pedido de tecnologias de ramificação da técnica anterior são, em geral, limitadas pela necessidade de se utilizar a tecnologia não convencional de metal expansível, bem como a necessidade não convencional de expandir a câmara de derivação não concêntrica (832) dos ramos (836, 838), cimentá-los no lugar e, em seguida orientá-los (812, 860) e travá-los (510, 862) em um barrilete não convencional de fundo de poço (612), sem passagens anulares disponíveis para monitorar a integridade do poço abaixo da câmara (832). Sem o fornecimento de duas barreiras de dutos e uma passagem anular de pressão hidrostática suficiente para proporcionar barreira de suporte de pressão suficiente e tempo de monitoração, a pedido é geralmente limitada a aplicações do tipo multilateral e o acesso à perfuração mais interna é necessário.

Em comparação, vários aparelhos e métodos da presente invenção podem ser usados com dutos de maior diâmetro de espessura de parede suficiente e classificação de pressão associada para aplicações de multipoços rasos de perfuração principal única. A pré-fabricação com a tecnologia convencional, num ambiente controlado, seguida por montagem no local, a colocação e/ou a construção dentro de um ambiente subterrâneo, com o uso de tecnologias conveneionaisj de prateleira, pode reduzir o risco nas aplicações da presente invenção.

Referindo-se agora às Figuras 5 e 6, as Figuras mostram as concretizações do método nas operações de construção (CS2, CS3) e de hidrocarbonetos (C02), que ilustram uma pluralidade de poços, um dos quais foi perfurado (17) e um das quais ainda será perfurado (17A), a ramificação de uma junção de poços (51 A) nos estratos superficiais e descrevem, por exemplo, uma pluralidade de poços de hidrocarbonetos perfurados (129) de uma pluralidade de reservatórios não salinos de armazenamento subterrâneos e poços de mineração por solução para reservatórios de salmoura e armazenamento, utilizáveis para formar e usar o espaço entre as paredes (IA) de uma ou mais cavernas de sal.

A Figura 5 representa uma vista esquemática em projeção vertical subterrânea de corte transversal da concretização de um passo de construção intermediária (CS2) utilizando uma câmara de derivação (43) e o seletor de furo (47). A figura ilustra um invólucro guia colocado (14), que é mostrado cimentado (20) e selado na sapata de revestimento (16) após a perfuração do furo de superfície. A Figura ilustra ainda um orifício (17), que foi perfurado através do guia (14) e estratos com uma câmara de derivação colocada (43), por exemplo a das Figuras 45-46, 48-50 ou 61 e 66-57, e cimentado (20), para formar uma sapata de revestimento (16) de um revestimento intermediário (15) para um poço de substancialmente hidrocarboneto ou poço de substancialmente eliminação de água em reservatórios não salinos, ou de um revestimento final cimentado (3) para reservatórios de salmoura e armazenamento de substancialmente hidrocarboneto e de substancialmente água no subsolo em reservatórios salinos. Um seletor de furo (47), por exemplo como mostrado nas Figuras 47, 51-53 ou 63-64, pode ser acoplado ao interior da câmara (41), no fundo da câmara (42) para acessar seletivamente a câmara de derivação do lado direito (43) do duto de saída perfurado (39). A Figura mostra um furo em estratos (17), que foi perfurado para formar uma passagem através das camadas subterrâneas (52). Uma duto de contenção, próximo aos orifícios de saída (39), é mostrado adicionado às câmaras de derivação de modo a formar uma barreira secundária (2A, 148), semelhantes às mostradas nas Figuras 48-50, 66-67 e 68-70, disposta em torno de barreiras primárias (2, 39, 149 das Figuras 68-7 0) , para permitir que as passagens concêntricas ou espaços anulares abaixo da câmara de derivação (43) sejam monitoradas através de vários dutos de suporte de comunicação fluida (150 das Figuras 66-70).

Para a construção de poços de caverna de reservatório de salmoura e armazenamento subterrâneo utilizável para formar as paredes das cavernas (1A), em um depósito de sal, as perfurações dos estratos (17), podem divergir para separar as cavernas antes de serem orientadas para a mineração por solução vertical, como mostrado na Figura 6, ou progresso axial para baixo em paralelo ou cruzando o arranjo como descrito na Figura 5, com uma completação semelhante ao mostrado na Figura 11.

Referindo-se agora à Figura 6, a Figura mostra uma vista em projeção vertical esquemática através de uma fatia de secção transversal dos estratos subterrâneos da concretização do método em uma construção (CS3) e combinação de construção e operações (C02), que ilustra uma concretização de uma coluna de barrilete (76M) com uma j ponte de barrilete (23F). A Figura mostra o controle seletivo da comunicação fluida entre dois poços separados, através de uma perfuração principal única, utilizando válvulas subterrâneas (74) acopladas em ambas as extremidades de uma ponte de barrilete (23C) para formar uma ponte de barrilete controlada por válvula (23F) acoplada à câmara de derivação da ponte de barrilete (23T), que pode ser usada com um plugue de controle de fluxo (25A) para direcionar o fluxo dos poços à esquerda e à direita para a passagem mais interna (25) e intermediária concêntrica (24), respectivamente.

Depois de perfurar (CS2 da Figura 5) as passagens (17) através da câmara de derivação (43) e estratos, os revestimentos vedadores (19) podem ser acoplados ao duto de barreira primário (149), com ganchos e obstruidores superiores de revestimento vedador (40), estendendo-se axialmente para baixo para uma pluralidade de poços de uma perfuração principal única (6). O método de hidrocarbonetos (C02) pode ser usado para perfurar (129) revestimentos vedadores (19) cimentados (20) em um poço de substancialmente hidrocarboneto para a produção de um reservatório, ou armazenamento num reservatório de poço de arenito esgotado ou eliminação e/ou simulação em um poço não salino de substancialmente água, e operações de reservatórios de salmoura e armazenamento em depósitos de sal.

Para perfuração sub-balanceada e/ou quando a tensão da coluna é necessário, o método (C02) pode ser utilizado para colocar uma suspensão de revestimento vedador, com uma capacidade de derivação de escoamento para suspender a tubulação (2), com o obstruidor de prcjdução da extremidade inferior não engastado (40) e o conector da extremidade superior (137) (por exemplo, um fecho de catraca), para cada uma da pluralidade de poços, utilizáveis para acoplar o barrilete de câmara de derivação (23T) e a ponte de barrilete controlada por válvula (23F) colocada como uma montagem única antes do acoplamento de uma árvore de válvula (10A). Depois disso, um plugue pode ser colocável dentro do obstruidor inferior de produção para configuração e colocação das colunas de dutos da extremidade inferior da coluna de barrilete (76M) em tensão.

No exemplo de perfuração ilustrado, uma plataforma de cabo (4A da Fig. 16) é acoplável com a árvore de válvula (10A) para a colocação do cabo (11 da Figura 16) transportado por pistolas de perfuração lateral que passam através de um pistão de orifício (128) , que é mostrado acoplado entre as válvulas da ponte de barrilete superior (23F), com as pistolas de perfuração lateral seletivamente comunicadas através do seletor de furo (47) e sapata mula (130) para perfurar (129) o revestimento vedador (19). Um sub-balanceamento abaixo da pressão hidrostática do poro pode ser obtido por injeção de um fluido de baixa gravidade específica (31), através da passagem mais interna inferior (25) para impedir o movimento para cima das pistolas de perfuração lateral, depois de disparar com o fluido que é retornado além de um obstruidor inferior não engastado (40) e através de uma passagem concêntrica intermediária (24B), que pode ser desviada por meio de uma ponte de barrilete seletivamente controlável por válvula, semelhante à da Figura 31, utilizável com três correntes de fluxo.

Após a perfuração (129), o seletor de perfuração (47) pode ser removjido e o pórtico (22) , no interior da ponte de barrilete da câmara de derivação (23T), e o pistão de orifício (128), no interior da outra câmara de junção (23F), podem ser substituídos por plugues (25A das Figuras 11-12) que pode ser úteis para controlar a mistura de fluido (38) as correntes produzidas de fluxo (34) do poço do lado esquerdo com produção independente no poço do lado direito, oposto às setas que mostram a injeção.

O método das operações de hidrocarboneto (C02) pode ser utilizado para operações combinadas de substancialmente hidrocarbonetos e poços de substancialmente água que são úteis para injeção (31) e produção (34) através de uma perfuração principal única (6) para, por exemplo, inundar com água a parte inferior de um reservatório, enquanto produz a partir da porção superior do reservatório através de uma árvore de válvula submarina. A água pode ser injetada (31) para dentro da passagem concêntrica (24) para cruzar o barrilete (23F) e fluir através da passagem mais interna (25) para o revestimento vedador perfurado (19) do lado direito (129), enquanto a produção do revestimento vedador perfurado (19) do lado esquerdo (129) pode ser realizada através da passagem concêntrica do barrilete da câmara de derivação (23T). Esta produção pode atravessar a passagem mais interna (25), na ponte de barrilete superior (23F), em que ambas as correntes de mistura de fluidos de injeção e de produção podem ser seletivamente controladas por uma pluralidade de barreiras (2, 2A, 2B, 3), Válvulas 5 subterrâneas (74) e uma árvore de válvula (10a).

O método de construção (CS3) pode ser utilizado com árvores de válvulas de superfície ou submarinas (10A), por exemplo, uma árvore horizontal submarina adaptada. Um carretel extra pode ser adicionado a uma árvore de válvula 10 convencional (10 da Figura 1) para permitir o fluxo contínuo através de uma passagem concêntrica (24) com armazenamento de e para, por exemplo, uma pluralidade de reservatórios de armazenamento de poços de perfuração principal única esgotados (6), com um revestimento vedador 15 perfurado (129) . O limite de armazenamento (1A) pode ser uma armadilha geológica, tal como um fecho de imersão ou paredes de caverna mineradas por solução em um depósito de sal utilizável para a contenção do produto armazenado.

Os métodos de operações de construção (CS3) e 20 hidrocarbonetos (C02) são adaptáveis para dois poços de caverna de armazenamento, lateralmente separados, subterrâneos, minerados por solução, de substancialmente água, em que o revestimento vedador (19) cimentado (20) é substituído por um revestimento vedador suspenso livremente 25 (19), sem o obstruidor inferior (40), com coluna de desvio de fluxo (semelhante à 70T da Figura 10 abaixo do obstruidor de cimento 139) , que pode ser acoplado a cada barreira primária (149) do duto de saída perfurado (39) da câmara de derivação (43). Uma coluna exterior (2A da Figura 30 10) pode ser acoplada com o gancho do revestimento vedador e obstruidor descritos (40), com o conector (137) na extremidade superior da coluna interna (2 da Figura 10). O arranjo pode ser acoplável à ponte de barrilete (23T) e utilizável para injetar e reter uma almofada de fluido sal inerte entre o furo (17) e o obstruidor superior do revestimento vedador (40) e o cimentado final (20) do furo de saída (39) da sapata de revestimento (16), durante as operações de mineração por solução usando, por exemplo, pontes de barriletes (23S da Figura 10) para ajustar o nível da interface de água.

Água fresca pode ser injetada (31) através das passagens mais internas que se estendem a partir da ponte de barrilete da câmara de derivação (23T), com o pórtico (22) no lugar e o seletor de furo (47), a ambos poços à esquerda e à direita, respectivamente. Salmoura saturada de sal pode ser devolvida (34) a partir do espaço minerado por solução dentro das paredes da caverna (1A) de ambos poços laterais esquerdo e direito através do orifício (59) de uma ponte de barrilete inferior (23T), que não está presente nas concretizações anteriormente descritas e requer o bloqueio da passagem circundante por meio de, por exemplo, cimento e/ou de um obstruidor. Em outras concretizações que utilizam a passagem radial coberta pelo pórtico (22), o orifício (59) pode ser fornecido com uma válvula unidirecional, utilizável para injetar e reter uma almofada de fluido sal inerte para controlar seletivamente a interface de água durante a mineração por solução.

O método (CS3) pode ser usado com qualquer poço de substancialmente hidrocarboneto e/ou de substancialmente água, utilizando-se uma câmara de derivação interna (43), semelhante à das Figuras 45-46, colocada e envolvida na sua extremidade inferior com obstruidores (40) para a câmara de derivação exterior (43) barreira primária (149) de dutos perfurados de saída (39) . Esta colocação da câmara de derivação interior (43) proporciona uma passagem circundante (55) para a monitoração da barreira primária dentro do poço de hidrocarboneto com um obstruidor inferior (40) , ou pelo retorno da salmoura numa coluna de barrilete suspensa livremente de um poço de água de mineração por solução, com uma passagem concêntrica adicional intermediária (24B) para a monitoração da barreira secundária (148).

As Figuras 7 e 8 mostram projeção verticais subterrâneas esquemáticas vistas em corte transversal dos passos generalizados de construção convencional (CM3, CM4) para a formação de um espaço de armazenamento subterrâneo dentro das paredes de cavernas salinas (IA), utilizando-se o processo de dissolução do sal da mineração por solução. As figuras ilustram a construção convencional de um poço de armazenamento, com uma guia (14), um revestimento intermediário (15), e um revestimento fina cimentado (3) selado com uma sapata de revestimento (16), por meio da qual uma passagem pelos estratos (17) é perfurada. A Figura mostra a passagem através dos estratos subterrâneos (52) dentro da qual a mineração por solução é iniciada na Figura 7, pela colocação de uma coluna interna em suspensão livre (2) dentro de uma coluna externa em suspensão livre (2A), a qual pode ser ajustada pelo uso de uma plataforma de grande capacidade de içamento durante os processos para reposicionar o ponto no qual a água fresca entra na região de mineração por solução de um depósito de sal (5) e/ou para fornecer medições de sonar melhoradas que são possíveis através dos revestimentos (2, 2A) , após o que as colunas em suspensão livre são removidas da passagem através dos estratos subterrâneos (52) da Figura 8 que mostram uma completação (2, 40, 74) instalado com uma coluna de desaguamento (138) que impede a operação da válvula (74) até que a caverna seja esvaziada para operações de gás e a coluna (13 8) seja descartada ou retirada do poço.

Referindo-se agora à Figura 7, a Figura mostra o método (CM3) de pineração por solução convencional (1), que começa com a injeção de água potável, água de lagoa, a água de vala, água do mar, ou outras formas de água, geralmente denominadas de água fresca devido ao seu nível insaturado de salinidade, em comparação com salmoura extraída saturada de sal. A Figura mostra a água injetada através da passagem mais interna (25) e devolvida através da passagem concêntrica intermediária (24), entre as colunas de dutos em suspensão livre internas (2) e externas (2A), utilizando a circulação direta com uma reserva, que compreende geralmente diesel ou nitrogênio. A água injetada é mostrada forçado para dentro de uma passagem intermediária adicional concêntrica (24A), entre a coluna de dutos externa (2A) e um revestimento final, cimentado (3), para controlar a interface de água (117), em que um espaço inicial minerado por solução é criado para que estratos insolúveis caiam mediante um fluxo de fluido de substancialmente água para o chão da caverna (1E).

Em geral, uma vez que o espaço suficiente seja formado com circulação direta, uma circulação indireta convencionalmente mais eficiente pode ser realizada por injeção (31) para baixo da passagem concêntrica intermediária (24) com retorno (34) de fluidos passando pela passagem mais interna (25), com um fluido sal inerte fluidamente comunicado através de uma porta na cabeça do poço (7) e retido na passagem concêntrica adicional (24A) para manter uma interface de água (117) durante a 5 circulação.

Geralmente, cavernas são mineradas por solução de baixo para cima por um espaço de mineração (IB) com uma interface de água (117), que eleva a interface de água (117) repetidamente para criar espaços volumetricamente 10 crescentes (1C e ID) com estratos insolúveis em água que caem através dos fluidos, e elevam (IE, IF, 1G) o fundo da caverna enquanto continuamente a injetara água fresca (31) e extrair (34) salmoura saturada ou quase saturada de sal, que pode ser dependente de condições do tempo de 15 residência, pressão, volume e temperatura do processo de dissolução do sal.

Como o processo de mineração por solução pode levar anos, dependendo do tamanho da caverna a ser extraída, a taxa à qual a água fresca é injetado (31) e o número 20 visitas de equipamentos de grande capacidade de içamento requerido para construir o poço e ajustar a coluna externa de lixiviação (2A) durante a formação de uma caverna de sal representa um investimento de significativo valor presente líquido.

Referindo-se agora à Figura 8, a Figura ilustra o método convencional de completação (CM4) mineração após a mineração por solução (CM3 e 1 da figura 7), em que as colunas de lixiviação em suspensão livre (2, 2A) foram removidas e uma completação, semelhante para CM1 da Figura 30 1, que compreende um revestimento de produção (2) e obstruidor de produção (40), acoplado ao revestimento final cimentado (3), ter sido colocada e acoplada à cabeça do poço (7) com uma árvore de válvula (10A), que pode ser acoplada à extremidade superior usando as válvulas (64) para controlar seletivamente a injeção e extração de fluidos.

Em poços de armazenamento de líquidos, em que os produtos armazenados não representam uma evaporação significativa ou risco de escape por expansão, por exemplo, óleo diesel ou petróleo bruto, em geral, nenhuma válvula subterrânea (74) está presente. Além disso, a coluna de desaguamento (138), geralmente, permanece no seu lugar por meio do revestimento de produção (2), e o produto é injetado (31) indiretamente, através da passagem, entre o desaguamento (13 8) e o revestimento de produção (2) , capturando retornos de salmoura (34), através da coluna de desaguamento (138), com o produto líquido armazenado deslocando a salmoura do espaço entre as paredes da caverna (1A). Recuperação de líquido armazenado é geralmente realizada por injeção direta de salmoura, de um tanque ou de local de armazenamento, através da coluna de desaguamento (138) para flutuar o produto armazenado de menor gravidade específica para fora da caverna como descrito na Figura 74.

Nos casos de armazenamento de gás ou de líquidos voláteis, uma válvula subterrânea à prova de falhas fechada (74) é geralmente colocada no revestimento de produção (2), através do qual uma coluna de desaguamento pode ser inserida. Gás ou líquidos voláteis pode ser armazenado mediante circulação indireta para injeção (31) pela passagem, entre a coluna de desaguamento (138) e o revestimento de produção (2), e capturando os retornos de salmoura (34), através da coluna de desaguamento (138), após o que a coluna de desaguamento (138) deve ser removida ou descartada para fora do poço em uma operação de risco relativamente elevado, em que o pessoal está muito próximo às barreiras pressurizadas, para permitir que a válvula de segurança à prova de falha (74) funcione.

Os métodos convencionais (CM3, CM4) de construção de cavernas de sal e de partida do armazenamento subterrâneo de gás ou líquido volátil são trabalhoç de mão de obra intensiva e potencialmente perigosos, que se completam após um número de anos para antes de se perceber um retorno sobre o investimento.

Referindo-se agora à Figura 9, são mostradas vista esquemática em projeção vertical de corte transversal através de uma fatia de estratos subterrâneos ao longo do eixo que descreve concretizações da construção (CS4) e operações de hidrocarbonetos (C03) dos métodos. As concretizações descritas podem ser usadas com uma coluna de barrilete (7 0R) e desviador de fluxo (21) e uma ponte de barrilete (23F) da presente invenção. A Figura ilustra também a construção de poço, semelhante à da Figura 3, por cima do revestimento final cimentado (3), que compreende a coluna externa (2A) da coluna de barriletes (70R) cimentada (2) para formar uma sapata de revestimento (16). Um espaço inicial de caverna, dentro de depósitos de sal (5) das paredes da caverna (1A) , pode ser usado para o armazenamento durante a mineração por solução (IS). Os métodos de construção e operações combinadas (C03-C07) podem ser usados para reduzir tanto o número de visitas de plataformas de grande capacidade de içamento quanto o período de tempo antes de perceber o retorno sobre o investimento, quando comparado aos métodos convencionais (CM3 e CM4 das Figuras 7 e 8) de armazenamento e mineração por solução (IS) simultâneos.

Depois da cimentação (20) da coluna de barrilete (70R) e quaisquer testes de integridade mecânica da sapata de revestimento associados (16), e a colocação de uma almofada de fluido sal inerte, a água pode ser injetada nos espaços (1B, 1C, 1D) minerados por solução (1) utilizando, numa primeira fase, uir; método indireto. O método indireto injeta a água através da passagem concêntrica intermediária (24), capturando o retorno através da passagem mais interna (25) e orifícios (59) na coluna de dutos interna (2), na sua extremidade inferior. Depois disso, um método direto pode ser utilizado para injetar água através da passagem mais interna (25) para pontes desviadoras de fluxo (21), descritas na Figura 38, que podem ser seletivamente controladas pelos seletores de furo desviadores de fluxo (47A das Figuras 35-36), que também podem ser usados para injetar e reter uma almofada de fluido sal inerte entre o revestimento final cimentado (3) da sapata (16) e o nível da água (117). Depois de um volume suficiente ser formado através da lixiviação mais rápida de um teto de menor diâmetro da caverna, a interface de água (117) pode ser reduzida com a almofada entre o teto de diâmetro menor e a interface água utilizável como espaço de armazenamento (147), durante o armazenamento e a mineração por solução simultâneos (IS), em que por baixo da interface de água, os seletores do furo desviadores de fluxo podem ser utilizáveis para depositar seletivamente água para a mineração por solução (1) de uma caverna de maior diâmetro, durante a qual estratos insolúveis podem cair e se acumular (IE, IF e 1G) no fundo da caverna. Solução saturada de salmoura pode entrar nos orifícios (59) no duto interno (2) e pode cruzar para a passagem intermediária (24), abaixo do seletor de furo para extração através da árvore de válvulas 5 (10A).

O Método (C03) pode ser usado para formar um espaço inicial dentro das paredes das cavernas (1B), usando a circulação direta de água fresca através da passagem mais interna (25), com uma salmoura saturada de sal retornada 10 através da passagem concêntrica (24) , utilizando a interface mais baixa da água (117) acima da extremidade inferior da cadeia externa (2A). Alternativamente, o espaço inicial dentro das paredes da caverna pode ser formado indiretamente a partir da circulação de água através da 15 passagem concêntrica (24) para a passagem mais interna, tempo em que o qual um fluido sal inerte de almofada pode ser periodicamente injetado através de qualquer passagem (24, 25) e retido pela sapata de revestimento (16).

Diversas formas de iniciais de volume de cavernas 20 (147) utilizáveis para armazenamento simultâneo e mineração por solução (IS) podem ser formadas pela circulação direta ou indireta e o ajuste da almofada de fluido sal inerte que pode controlar a interface de água, seletivamente aumentada pela injeção ou removida por uma ponte de barrilete (23), 25 depois do volume inicial insolúvel. Embora não haja duas cavernas com a mesma forma depois de se completar mineração por solução, qualquer forma de projeto convencional é possível com a presente invenção, por exemplo as das Figuras 10, 13 e 14, podem ser usadas para formar mais 30 rapidamente o volume de armazenamento de almofada (147 das Figuras 13 e 14) e pode ainda ser usado como uma almofada de lixiviação para as operações subsequentes de mineração por solução (1).

A regra prática convencional para a dissolução de sal é que o topo das cavernas lixivia duas vezes mais rápido que os lados da caverna, e os lados de uma caverna lixiviam duas vezes mais rápido que o fundo da caverna. Os métodos convencionais (CM4 da Figura 8) de formação de caverna envolvem o desenvolvimento da largura uma caverna, em primeiro lugar, no seu nível mais profundo e, em seguida, trabalhando para cima, para completar a forma da caverna, em que o método da presente invenção (C03) pode ser usado para formar um volume menor que pode ser usado para armazenamento e reserva, após o que a mineração por solução das paredes laterais das cavernas (1A) pode continuar, quer por métodos convencionais ou com concretizações do método (1T das Figuras 75-76 e 80-83) para reservatórios de salmoura e armazenamento.

Armazenamento de líquido é geralmente dependente de volume, com alto valor unitário por unidade de volume, e cavernas de sal são geralmente preferenciais entre os métodos de armazenamento de líquidos (1T das Figuras 75-76 e 80-83) da presente invenção utilizável para o armazenamento de gás. O armazenamento de gás dentro de cavernas de sal estanques a gás é geralmente mais rentável para negócios de períodos mais curtos para aumentar o número de giros, referindo-se ao ciclo de uso volumétrico tal como descrito na Figura 78, em que apenas uma parte da caverna é usada com maiores oscilações sazonais que sejam convencionalmente entregues a reservatórios de arenito esgotados, menos eficientes, presumivelmente devido ao maior custo de investimento em espaços em cavernas de sal de armazenamento mais eficientes dedicado exclusivamente ao armazenamento de gás. Diversos métodos (157, C01-C07, IS das Figuras 75-76 e 80-83) são utilizáveis para combinar o armazenamento tanto de líquido quanto de gás.

O método de construção (CS4) de ponte de barrilete (23F) pode ser usado, por exemplo, para realizar ambas a mineração por solução e as operações de armazenamento de gás (1S) sem a intervenção da plataforma. Uma caverna de menor volume (147), formada por uma primeira mineração por solução axialmente para cima de uma caverna de diâmetro menor na mais rápida taxa de dissolução do espaço da caverna, pode ser usada para formar um volume comercial de reserva de gás (147) . Depois disso, a interface de água pode ser reduzida pelo volume de gás armazenado, durante, por exemplo, o período de utilização menor de fim de semana para deslocar a salmoura, e liberada durante picos de procura diárias quando água doce é injetada para a mineração por solução nas paredes da caverna (1A) para obter um diâmetro maior de baixo para cima. A extração de produtos de almofada armazenados e as pressões associadas são auxiliadas por métodos de (1T das Figuras 75-76 e 80- 83) injeção de água doce, salmoura e geração e deslocamento de salmoura entre um arranjo de duto no formato de tubo em U entre reservatórios de salmoura e armazenamento.

As Figuras 13 e 14 mostram concretizações do método (C06 e C07, respectivamente) em vistas de projeção vertical esquemáticas de operações combinadas de hidrocarbonetos que podem ser utilizáveis com projetos convencionais de poços (CM5), incluindo os projetos convencionais que incorporem um ou mais aparelhos da presente invenção para a mineração por solução de diversos projetos de caverna, ao mesmo tempo que armazenam um valioso produzido, por exemplo hidrocarboneto gasoso no interior das paredes (1A) de uma caverna de depósito de sal. A Figura mostra um pequeno espaço de caverna de armazenamento de almofada (147) que pode ser minerado por solução, inicialmente, com o objetivo de operações simultâneas de armazenamento (IS) durante as operações de mineração por solução (1) com uma pressão de trabalho (WP), utilizável para controlar seletivamente a interface de suljstancialmente água (117), durante o alargamento das paredes da caverna (1A)

Referindo-se agora às Figuras 9-10, 12-14, 76 e 80, as Figuras mostram vários exemplos de concepção de formas de cavernas intermediárias e finais que podem ser usadas com a presente invenção. Um volume inicial (147) pode ser formado por uma almofada de armazenamento durante o armazenamento e mineração por solução simultâneos (IS), após o qual as formas de cavernas subsequentes (1B, 1C, 1D) podem ser determinadas para controlar seletivamente a interface de substancialmente água (117) com a colocação de uma almofada sal inerte e a colocação seletiva de pontes de barriletes (23) e dispositivos de controle de fluxo, até atingir na parede final da caverna (1A de Figuras 9-10, 12-14, 76 e 80) o volume projetado.

Os métodos de construção (CS4-CS7) podem ser usados em qualquer instalação de armazenamento subterrâneo que exijam um poço subterrâneo para a comunicação fluida de produtos armazenados, por exemplo reservatórios esgotados semelhantes aos ilustrados nas Figuras 3 e 6. O limite de armazenamento (1A das Figuras 3 e 6) representa uma característica geológica, tal como uma forma de reservatório de fecho de imersão de quatro vias ou as paredes de uma mina convencional ou, tal como descrito, uma caverna de sal minerada por solução, em que válvulas subterrâneas podem ser necessárias para produtos armazenados, o que representa um risco significativo de 5 fuga por expansão ou evaporação.

Métodos combinados de armazenamento e de mineração por solução (IS, IT, C03-C07, 157) podem ser usados com qualquer instalação de armazenamento subterrâneo em caverna de sal. A presente invenção pode ser utilizada para 10 combinar cavernas de armazenamento de líquido e gás, em que produtos de maior valor unitário, tais como o armazenamento de hidrocarboneto líquido, convencionalmente deslocadas por salmoura saturada, em vez de água e que tem valor de armazenamento não necessariamente atribuído por de picos de 15 curto prazo, não são geralmente combinados com armazenamento em caverna de sal de hidrocarbonetos gasosos, em que o valor econômico é dominado por nivelamento de picos de curto prazo, que requerem apenas uma pequena parte do volume projetado das cavernas geralmente não reenchido 20 após o desaguamento inicial.

Os produtos líquidos de maior valor unitário, geralmente, necessitam de menor volume econômico de regresso ou giros do que, por exemplo, um produto comprimido como o hidrocarboneto gasoso, com dois ciclos 25 distintos de demanda que compreendem uma utilização diária ou semanal de uma pequena proporção do volume armazenado para gerenciar a demanda de pico e uma demanda sazonal que ocorre em um horizonte de tempo mais longo, compreendendo o volume de armazenamento do ciclo completo de trabalho entre 30 as pressões máxima e mínima de trabalho da caverna. Tipicamente, o custo de capital da construção de instalações de armazenamento de gás em grandes cavernas de sal subterrâneas, que compreende muitas cavernas interligadas, é menos econômico para demandas sazonais do que, por exemplo, um reservatório esgotado, porque o investimento de capital tem retorno mais elevado nos investimentos em prazos mais longos. Como resultado, o armazenamento em caverna de sal é convencionalmente utilizado para nivelamento de pico da demanda diária e semanal, em que a sazonal retorno de menor valor por unidade do produto não pode justificar economicamente o investimento em construção, ou o custo irrecuperável do investimento, devido ao volume significativo de almofada de gás que deve ser deixado no interior de cavernas para manter a pressão mínima de trabalho de suporte ao teto da caverna de sal.

Por conseguinte, reservatórios de arenito esgotados menos intensivos em capital e menos eficiente em termos de armazenamento de gás é normalmente usado para demandas sazonais, enquanto cavernas de sal estanques a gás são geralmente usadas para o nivelamento de demandas de pico diário ou semanal, em geral, evitando a combinação de demandas contra-sazonal de armazenamento com combinações de armazenamento de hidrocarbonetos líquidos e gasosos.

As concretizações dos métodos da presente invenção são utilizáveis para reduzir o custo de construção e operação de instalações de armazenamento de líquido e de gás. Por exemplo, concretizações da presente invenção podem reduzir os custos de construção de um poço em uma plataforma de visita única, ou pelo fornecimento de contenção pressurizada para o reenchimento sazonal de uma caverna de armazenamento de gás com hidrocarbonetos líquidos, água e/ou salmoura sem visitas adicionais da plataforma, que são convencionalmente requeridas para a colocação e remoção de uma coluna de desaguamento através da válvula de segurança do subsolo. Redução adicional dos custos incluem fornecer 5 economicamente água e eliminação de salmoura, utilizando, por exemplo, o mar para proporcionar instalações maiores, com uma pluralidade de cavernas mais eficientes de armazenamento estanques ao gás que podem ser úteis para fornecer economicamente ambos os nivelamentos^ de pico e das 10 exigências sazonais de gás.

Projetos convencionais incluem, por exemplo, os poços duplos para uma caverna única ilustrado nas Figuras 13 e 14. Os números mostram duas ou mais colunas de dutos (2) e válvulas seletivamente controláveis subterrâneas (74), 15 acopladas às cabeças de poços associadas (7) e árvores (10) de válvulas submarinas ou de superfície (64), que são utilizáveis para controle seletivo da injeção de fluidos sal inerte e de água para formar um volume de armazenamento de almofada (147) , após o qual a pressão de trabalho (WP) 20 do espaço de armazenamento de almofada é utilizável para controlar seletivamente uma interface de substancialmente água ou fluido (117) para as operações de armazenamento subterrâneos (IS), enquanto realizando a mineração por solução (1). Por exemplo, o hidrocarboneto gasoso pode ser 25 armazenado dentro do volume de almofada superior (147) durante um fim de semana forçando salmoura saturada a sair da caverna e, em seguida, liberado a partir do armazenamento nos picos de procura durante a semana quando água é injetada na caverna para mineração por solução da 30 extremidade inferior da caverna e para reduzir a pressão de trabalho (WP) reduções causadas pela remoção do produto.

Inicialmente, qualquer fluido sal inerte, seguido por qualquer armazenamento de fluido sal inerte valioso, por exemplo, diesel ou hidrocarboneto gasoso, podem ser capturáveis através de injeção e de flutuação da menor gravidade específica entre a sapata de revestimento final cimentada (3,16) e uma interface de substancialmente água (117), utilizável para o controle seletivo da dissolução de sal (1). Por exemplo, o nitrogênio gasoso pode ser utilizado para formjar o volume inicial de almofada de armazenamento, após o que, os hidrocarbonetos valiosos para várias necessidades do consumidor podem ser usados como um fluido sal inerte durante as operações de armazenamento (IS) ou ar comprimido, gerado a partir da energia eólica e valiosos para liberar para um motor pneumático que aciona um gerador elétrico, pode ser usado como um fluido sal inerte para as operações de armazenamento (IS), enquanto se efetua a mineração por solução (1).

Teorias convencionais, relativas ao apoio do teto da caverna e pressões de trabalho do gás dentro de uma caverna, usam formas (1D), semelhantes às das Figuras 10 e 14, para fornecer um arco de teto do depósito de sal capaz de aceitar menores pressões de trabalho do que, por exemplo, formas (1A) semelhantes às Figuras 9, 10, 12 e 13. Aparelhos e métodos da presente invenção podem ser usados com qualquer forma de caverna e pressão de trabalho de caverna. Pressões de trabalho (WP) maiores e menores, associadas com formas diferentes da caverna, podem ser pelo menos parcialmente controláveis pela injeção de água fresca, geração de salmoura e/ou o deslocamento de salmoura durante operações combinadas (1T, C03-C07), para ajudar a manter a pressão na caverna durante a liberação do produto armazenado, em que o armazenamento de produtos impulsiona a interface de água (117) e a extração de salmoura associada e/ou o desaguamento.

Diversos métodos para a injeção de água e a extração 5 de salmoura saturada, podem ser usados para controlar seletivamente a interface de substancialmente água (117). Por exemplo, a operação da bomba (69A da figura 29) de armazenamento de gás (IS), acoplada no interior de uma ponte de barrilete (23F das Figuras 6, 9, 10 e 12) entre as 10 válvulas de controle (74 de Figuras 6, 9, 10 e 12), pode ser realizada pela liberação de gás comprimido para bombear água para a caverna (WP) pressurizada para operações de mineração por solução (1), quando o gás comprimido é liberado do armazenamento para expandir-se. O gás 15 comprimido pode ser injetado na caverna para impelir salmoura saturada para fora da caverna, com a pressão de trabalho (WP) da operação de desaguamento assistida pela operação inversa da bomba subterrânea em linha (69A da Figura 29) para auxiliar na extração de salmoura.

Diversas outras operações de mineração por solução (1) e de armazenamento (IS) podem ser usadas, incluindo extração frequente, intermitente ou sazonal e esvaziamento dos fluidos armazenados no interior da caverna pelo preenchimento do volume (147, 1B, 1C, 1D), com água fresca 25 vinda da esquerda para saturar completamente, pela dissolução de um sal calculado, para manter a espessura da parede dentro da tolerância do diâmetro máximo do projeto da caverna utilizando, por exemplo, o oceano para abastecimento de água e a eliminação da salmoura e/ou de um 30 método de arranjo de duto em tubo U (1T) para comunicação fluida entre os reservatórios de salmoura e armazenamento.

A pressão de trabalho e o volume de trabalho, dentro dos poços e cavernas de armazenamento subterrâneo de gás, podem ser ligadas invariavelmente em operações de armazenamento de fluidos compressíveis, onde um grande volume de gás inicial de almofada deve permanecer dentro de cavernas durante a vida útil de uma instalação convencional de armazenamento de gás para manter a pressão mínima de trabalho que é necessária para evitar que a fluência de sal prejudique o espaço de armazenamento e/ou a estabilidade do teto da caverna de sal.

As concretizações dos métodos (IT, C03-C07) podem ser usadas para afetar positivamente o volume de trabalho, que compreende, por exemplo, a soma de um volume de gás de trabalho e do volume de gás de almofada necessário para manter a estabilidade da caverna de sal e/ou para alargar o período entre retiradas associado às limitações termodinâmicas da descida de equipamento de poço pela expansão do gás, geralmente medidas na cabeça do poço. O aumento do volume utilizável de trabalho pode ser conseguido através do enchimento do volume da caverna com água ou salmoura, a partir de, por exemplo, do mar ou de reservatório de salmoura e armazenamento, pelo uso de uma ponte de barrilete controlada por válvula (23F das Figuras 6, 9, 10, 12 e 21-26) ou de um projeto convencional de poço com duas colunas de dutos, utilizáveis para controlar seletivamente a injeção de água, armazenamento de fluidos sal inertes e/ou valiosos durante a extração de salmoura ou de fluidos valiosos armazenados. As concretizações dos métodos (IT, C03-C07) podem ser usadas para controlar pelo menos uma parte dos resultados termodinâmicos da pressão, volume e temperatura da injeção e/ou extração de fluidos armazenados e, simultaneamente, o esvaziamento ou enchimento da caverna com água ou salmoura.

Referindo-se agora à Figura 10, uma vista esquemática em projeção vertical de corte transversal da construção 5 subterrânea (CS5) e operações combinadas de hidrocarbonetos (C04) de concretizações do método, utilizando uma coluna de barrilete (70T) com pontes de barriletes (23F, 23S) dentro de uma passagem perfurada por estratos (17) através de um depósito de sal (5) . Concretizações, mostradas na Figura, 10 incluem o uso de um retentor de cimento convencional ou obstruidor expansível de cimento (139) e uma ponte de barrilete (23S), adaptada com um colar convencional de preparo de cimento (123) para realizar uma função semelhante à de uma porta lateral deslizante, em que a 15 porta de cimento pode ser fechada após a cimentação através das passagens dos dutos radiais que se estendem a partir do furo mais interno para a coluna de duto externa (2A) , acoplando a coluna de barrilete (70T) à passagem através dos estratos subterrâneos (52), com uma sapata de 20 revestimento (16) . A sapata de revestimento (16) pode compreender o obstruidor expansível de cimento (139) que pode ser cimentado (20) no lugar por meio de um revestimento intermediário (15) colocado e cimentado (20) dentro de um invólucro guia (14), com uma cabeça de poço 25 (7) na sua extremidade superior.

Depois do acoplamento de uma árvore de válvula (10A da figura 12) à extremidade superior da cabeça do poço (7), as operações combinadas (IS, CO4) do método podem incluir a colocação de um almofada inicial de interface de água pela 30 injeção inicial de água fóssil e, em seguida, a formação de um volume de armazenamento de almofada (147) usando a taxa de lixiviação mais rápida do teto da caverna, uma vez que o diâmetro inicial da caverna é estabelecido por circulação indireta axialmente para baixo da passagem intermediária concêntrica (24), e através dos orifícios de extremidade inferior (59) na coluna de dutos interna (2). O método (C04) pode continuar pelas operações combinadas de mineração por solução, injeção e armazenamento de um fluido sal inerte armazenado (1S), no interior da extremidade superior do espaçoj (147) ou reserva, para diminuir a interface de água para o alargamento do diâmetro inicial da caverna, com mais circulação indireta e/ou circulação direta através da passagem mais interna (25) para diversas passagens radiais (75) de pontes de barriletes (23S), para o alargamento do contorno inferior da caverna (1D). Circulação indireta de água para baixo na passagem concêntrica (24), com salmoura retornada através da passagem mais interna (25), pode ser substituída, depois da formação do volume inicial (147), por circulação direta de água para baixo na passagem mais interna de uma profundidade bloqueada selecionada, utilizando, por exemplo, um dispositivo de controle de fluxo tal como um plugue, para desviar o fluxo através da ponte de barrilete (23S) para cair para baixo através do armazenamento de almofada para a interface de água com produtos armazenados obtidos a partir da almofada através da ponte de barrilete (23S) por circulação indireta. Operações combinadas subsequentes (C04) podem compreender, por exemplo, alternar demanda comercial de pico por armazenamento de gás e operações de mineração por solução (IS), em que o declive do teto da caverna é concebido para esvaziar a caverna de água e reenchê-la novamente, levando em conta as diferentes taxas de dissolução de sal entre as paredes e o teto, até alcançar a parede final (1A) da configuração. Daí em diante, as concretizações do método de operações combinadas (C04) podem incluir, por exemplo, troca de nivelamento de 5 pico comercial de gás para a utilização de uma porção menor da caverna, reenchendo a caverna para o armazenamento de gás sazonal, e compensando para fluência natural de sal, resultante de sobrecarga de pressão dos estratos, com ) posterior dissolução de sal sazonal.

A inclusão de uma pluralidade de pontes de barriletes de menor diâmetro radial de passagem (23S das Figuras 42- 44), utilizáveis com uma pluralidade de dispositivos convencionais de menor comprimento de controle fluxo (61 das Figuras 39-41) fornece um meio para ajustes críticos de 15 profundidade, que podem ser necessários quando as operações de mineração por solução encontrarem características inesperadas de depósitos subterrâneos de sal, ou em que as altas taxas de injeção de água precisem ser distribuídas por várias profundidades através de diversas pontes de 20 barriletes (23S) , em vez da injeção através de um furo de grande porte em uma profundidade única.

Diversas pontes de barriletes de furo grande, por exemplo 23Z da figura 38, podem ser incluídos em dispositivos sonar de medição que saem de uma coluna de 25 barrilete que entra na caverna, para fazer as medições de sonar. Em alternativa, as medições podem ser tomadas através dos dutos da coluna de barrilete para ajustar as operações de mineração por solução e para administrar características inesperadas encontradas durante a mineração 30 por solução subterrânea.

Referindo-se agora às Figuras 11 e 12, vistas esquemáticas da projeção vertical das secções transversais subterrâneas da construção (CS6) e operações combinadas de hidrocarbonetos (C05) são mostradas concretizações do método, que pode ser utilizadas com uma coluna de barrilete (76N) e pontes de barriletes (23F, 23T). As Figuras mostram a câmara de junção (43) o revestimento final (3), que pode ser colado (20) no interior de um invólucro guia (14) para formar uma perfuração principal única (6) e cabeça de poço (7) para o acoplamento de uma árvore de válvula (10A) . As Figuras mostram uma pluralidade de furos por estratos (17) que foram perfurados através de um depósito de sal (5) para se intersectarem na sua extremidade inferior. As figuras incluem uma pluralidade de coluna de dutos (2) revestimentos vedadores (19), com ganchos e obstruidores de produção (40), que estão acoplados com a câmara de derivação (43) de dutos perfurados de saída (39), após o que o conjunto de pontes de barriletes (23F, 23T) pode ser ligado (137) com, por exemplo, as âncoras de obstruidor de fixadas nos obstruidores produção (40) , com uma árvore de válvula (10A) que pode ser acoplada na extremidade superior da cabeça do poço, para fixar os topos das diversas de colunas de dutos (2, 2A, 3 e 14).

O armazenamento subterrâneo combinado e o método de solução por mineração (C05) podem ser usados para injetar (31) água doce no poço do lado esquerdo, capturando retornos (34) através do poço do lado direito, em que um plugue (25A) dentro de uma ponte de barrilete (23T) pode direcionar o fluxo do poço da direita para dentro da passagem concêntrica (24) para entrar na passagem mais interna (25) acima do dispositivo de controle de fluxo (61) no interior da ponte de barrilete superior (23F). A ponte de barrilete superior (23F) pode compreender, por exemplo, um plugue (25 A da Figura 15) ou uma bomba de fluido (69A da figura 29), que pode ser usada tanto para desviar e controlar seletivamente o fluxo de fluido através da ponte de barrilete superior controlada (23F) pela válvula subterrânea (74), em que a comunicação fluida é também controlada seletivamente por válvulas (64) da árvore de válvula (10A).

Água e um fluido sal inerte são injetáyeis (31) e capturáveis sob os obstruidores de produção e sapata de revestimento (16), ou dentro de, uma ou ambas as chaminés da caverna formadas pelos poços que saem da câmara de derivação (43), se uma ponte de barrilete (23S da Figura 10) é adaptada com uma ferramenta de preparo de cimentação (123 da figura 10) e um obstruidor de cimento (139 da figura 10) é utilizado para vedar uma ou ambas as chaminés da caverna. Quando a interface de substancialmente água (117) é deslocada axialmente para cima, o duto do lado esquerdo pode ser separado sequencialmente (140) para ajustar o nível em que a água é colocada dentro das paredes das cavernas intermediárias e fornecer medições de sonar sem restrições.

Um ou ambos os poços que saem da câmara de derivação (43) pode ser usado para lixiviar um volume de almofada de armazenamento de fluido sal inerte (147 das Figuras 10, 13, 14, 76 e 80) e pode ser ainda utilizado para armazenar fluido durante operações combinadas (C05) . A interface líquida (117) pode ser seletivamente móvel com a pressão de trabalho, e a interface (117) pode ser elevada quando o volume de caverna (IB, 1C, ID) é formada pela de dissolução do sal. Estratos insolúveis em água podem cair e acumular (1G) na extremidade inferior da caverna com extração (34) através de orifícios (59) no duto do poço do lado direito (2), durante o processo de extração de partículas finas e pequenos sólidos, e deixando as partículas maiores (133), para formarem por permeabilidade (132 da Figura 2), dentro dos materiais insolúveis acumulados (1G) no chão da caverna.

Referindo-se agora às Figuras 3, 5-6, 9-14, 76 e 80-83 que descrevem várias poncretizações preferenciais do método (IS, CS1-CS7, C01-C07, IT, 157), em que diversos métodos e aparelhos descritos nesta pedido podem ser usados e podem ser combinados com vários outros métodos e aparelhos da presente invenção para formar outras concretizações, que podem ser úteis para controlar seletivamente as pressões durante a construção e/ou operações de hidrocarboneto, armazenamento ou mineração por solução para um ou mais substancialmente hidrocarbonetos e/ou substancialmente poços de água de um furo simples principais (6).

Como demonstrado pelos diversos métodos de construções (CS1-CS3) e operações combinadas (C01-C02) descritos, a presente invenção pode ser usada para realizar várias operações executáveis por meio da completação de um ou mais poços através de uma perfuração principal única (6), e é também adaptável para executar, por exemplo, qualquer tipo de circulação de fluidos em pressão controlada até a completação de uma coluna para limpezas ácidas, estímulos de fratura em matriz de ácido ou estímulos de fratura por agente de sustentação, revestimentos com cascalho, operações de bomba de jato, operações de elevação de gás, operações de outros fluidos através de uma coluna de completação que normalmente requer a circulação, com, por exemplo, tubo enrolado.

Referindo-se agora às Figuras 15 e 16, são exibidas vistas de um plugue de cabo de perfilagem convencional (25A) e plataforma de ferramenta de perfilagem (4A), 5 respectivamente, estão representadas. As Figuras mostram um dispositivo de controle de fluxo (61) colocável por meio do acoplamento com um cabo (11) de uma plataforma (4) de ferramenta de perfilagem ou slickline (4A), com um aparelho 1 de içamento (12) para o transporte através de um 10 lubrificador (8) e do preventor de explosão (9) acoplados à parte superior de uma árvore de válvula (10), que é fixada a uma cabeça de poço (7) em comunicação com a passagem mais interna de uma coluna de barrilete, para colocação no interior da passagem através do estratos subterrâneos para 15 controlar seletivamente o fluxo de fluido pressurizado. Diversos exemplos de aparelhos de controle de fluxo (61) são descritos e compreendem: plugue (25A) com um conector de cabo acoplável (68) e mandris (89), um pórtico (22 das Figuras 39-44), um pistão de orifício (128 das Figuras 27- 20 28), uma bomba (69A da Figura 29) e seletores de furo (47 da Figura 37, 51-53 e 47A das Figuras 35-36), que pode ser colocável, utilizável e recuperável a partir da passagem mais interna (25) da presente invenção, para controlar seletivamente o fluxo de fluido pressurizado, em que outros 25 dispositivos convencionais e dispositivos de controle de fluxo do presente inventor também são utilizáveis.

Referindo-se agora às Figuras 17, 21, 32, 38, 42 e 71, as Figuras mostram vistas em planta, com linhas tracejadas que representam dutos adicionais (2B, 2C, 2D), utilizáveis 30 para formar passagens adicionais concêntricas (24A, 24B, 24C) que podem ser acopláveis a outras pontes de barriletes, por exemplo, 23C das Figuras 17 a 20, 23F das figuras 21 a 26, 231 das Figuras 31 a 34, 23Z da Figura 38, 23S das Figuras 42-44 e 23V de Figuras 71 a 73, de modo a formar várias outras concretizações de pontes de barrilete (23) e/ou colunas de barriletes. De uma maneira semelhante à coluna de barrilete (70W) da Figura 31, qualquer número de dutos concêntricos e/ou coluna de dutos que pode acoplar-se com diversas pontes de barriletes podem ser configurados em várias disposições para controlar seletivamente o fluxo de mistura de fluido pressurizado através de uma pluralidade de passagens concêntricas, utilizando uma válvula disposta através da passagem mais interna, em que o acesso através da passagem mais interna permanece utilizável para o transporte de dispositivos de controle de fluxo (61).

No que diz respeito às Figuras 17 a 20, são mostradas várias vistas da concretização de uma ponte de barrilete (23C), descrevendo dutos concêntricos (2, 2A) nas extremidades superior e inferior de um diâmetro expandido duto concêntrico exterior (2A), com paredes angularmente dispostas para as velocidades relativamente altas de corrente de fluxo e com um diâmetro interno alargado para formar áreas de secção transversal de fluxo equivalentes ou maiores para, por exemplo, reduzir o risco de desgaste ou corte de fluxo das paredes das pontes de barriletes (23C), utilizáveis para formar concretizações de pontes controladas por válvulas (por exemplo 23F das figuras 21 a 26) .

Referindo-se agora à Figura 17, uma vista em planta com a linha A-A associada com a Figura 18, da concretização (23C) de uma ponte de barrilete (23), que descreve passagens intermediárias concêntricos fluidamente separadas (24X e 24Y) formadas no interior da passagem intermediária concêntrica (24), próximo à passagem mais interna (25).

A Figura 18 representa uma vista de projeção vertical de corte transversal ao longo da linha A-A da Figura 17, ilustrando uma ponte de barrilete (23C). A Figura mostra a passagem (24Y) do lado esquerdo fluidamente separada, que termina numa parede da extremidade inferior para desviar a comunicação fluida através das passagens radia.j.s inferiores (75), com a passagem direita fluidamente separada (24X) que termina numa parede da extremidade superior para desviar a comunicação fluida através das passagens radiais superiores (75). O acoplamento de um dispositivo de controle de fluxo, por exemplo, uma plugue (25A da Figura 15) , dentro do receptáculo (45) entre os orifícios (59) das passagens radiais superior e inferior (75) pode efetivamente desviar a comunicação fluida da passagem concêntrica (24) para a passagem mais interna (25), e vice-versa.

Referindo-se agora à Figura 19, a Figura ilustra uma vista projetada da Figura 18 ao longo da linha A-A da Figura 17, com a linha de detalhe B associada com a figura 20 de uma ponte de barrilete (23C) . A Figura mostra as extremidades (90) da ponte de barrilete acoplável entre os dutos da coluna de dutos (2, 2A) de uma coluna de barrilete, em que a passagem mais interna pode ser utilizada para transportar os dispositivos de controle de fluxo através da coluna. A passagem concêntrica intermediária (24) é mostrada fluidamente separada em passagens de correntes de fluxo (24X e 24Y) para atravessar a comunicação fluida a partir da passagem mais interna (25) para a passagem concêntrica (24), e vice-versa, quando um dispositivo de controle de fluxo está acoplado com o receptáculo (45) entre os orifícios (59) da passagem radial (75) . A ponte de barrilete (23C) pode ser utilizável com uma ponte de barrilete controlada por válvula (23F das Figuras 21-26), em que uma passagem de linha de controle de válvula (141) pode ser colocada dentro das paredes entre passagens fluidamente separadas (24X, 24Y) para subsequente continuação dentro da passagem concêntrica (24), ou para o acoplamento externo coirj a coluna, como mostrado na Figura 17 .

A Figura 20 representa uma vista ampliada da porção da ponte de barrilete (23C) no interior da linha de detalhe B da Figura 19, com linhas tracejadas que mostram as superfícies ocultas, e ilustra também o arranjo das passagens (24, 25, 24X, 24Y e 141) próximo a e em torno dos orifícios das passagens radiais (59) , que ligam as passagens (24, 25 da Figura 18), formadas pelos dutos internos (2) e externos (2A).

As Figuras 21-26 mostram várias visões da concretização de uma ponte de barrilete controlada por válvula (23F). As Figuras incluem válvulas convencionais (74) que podem ser apropriadas para uso subterrâneo. As válvulas são apresentadas, para fins de exemplo, como válvulas de segurança de subsuperfície do tipo charneiras à prova de falhas (127), com linhas de comando (79), que podem ser acopladas às extremidades superior e inferior (90 das Figuras 17-20) de uma ponte de barrilete (23C das Figuras 17-20) de modo a formar uma ponte de barrilete controlada por válvula (23F), com as extremidades superior e inferior acopláveis entre os dutos (2, 2A) de uma coluna de barrilete maior.

Referindo-se agora às Figuras 21, 22 e 23, as figuras mostram vistas de planta, de projeções vertical, transversal e isométrica, respectivamente, com linhas de quebra que mostram secções retiradas do corte transversal da Figura 22, ao longo da linha C-C da Figura 21, e projetada de modo a formar a vista isométrica da Figura 23, com as linhas de detalhe D, E e F associadas com as Figuras 24, 25 e 26, respectivamente, de uma ponte de barrilete ; controlada por válvulas (23F). As figuras ilustram válvulas de charneira (127) de tipo (74) através das quais os dispositivos de controle de fluxo podem ser transportados,e através das quais um plugue (25A) de dispositivo de controle de fluxo pode ser instalado no interior do receptáculo (45) para desviar a comunicação fluida entre a passagem mais interna superior (25), através da passagem radial superior (75) e a passagem de fluido separado disposta concentricamente (24X), para a passagem intermediária inferior (24). Ao mesmo tempo, ou em simultâneo, a comunicação fluida pode ser desviada através da passagem superior concêntrica (24), através da passagem fluida separada concêntrica (24Y) e a passagem inferior radial (75), para a passagem mais interna interior (25). O fluxo do fluido para as duas correntes de fluxo em comunicação fluida pode ser seletivamente controlado pelas válvulas superior e inferior (74) e linhas de controle (79) .

Figura 24 ilustra uma vista ampliada da porção da ponte de barrilete (23F) na linha de detalhe D da Figura 22. A Figura ilustra a válvula (74) superior convencional de charneira (127) com um tubo de fluxo (142) que pode ser acoplável com a charneira (127) impelido por um pistão (143) pressionado por meio da linha de controle (79) axialmente, para baixo, para manter a válvula aberta. A perda de pressão hidráulica na linha de comando (79) pode libertar a força do pistão (143), e uma mola (144) pode ser usada para fechar a válvula com pressão abaixo da charneira auxiliar de fechamento. A válvula pode ser acoplada à coluna interna de dutos concêntricos (2) e contida dentro da coluna exterior de dutos concêntricos (2A), com a linha de controle da válvula inferior passando através da passagem concêntrica (24) ou,alternativamente, no exterior do conjunto como mostrado.

De um modo semelhante à ponte de barrilete (23C) , o diâmetro de uma coluna de dutos (2, 2A) pode ser ajustável dentro de qualquer espaço de confinamento para acomodar uma perda de área de secção transversal. Por exemplo, o diâmetro do duto 2A das Figuras 21-26 é aumentável para fornecer as propriedades de fluxo melhoradas após do corpo da válvula (74) que se estende para dentro, e bloqueia parcialmente, a passagem concêntrica representada (24).

Referindo-se agora à Figura 25, é mostrada uma vista ampliada da porção de pontes de barriletes (23C e 23F) na linha de detalhe F da figura 23. A Figura mostra o cabo de ligação acoplável (68) do plugue (25A), que é distribuído através do, e acoplado dentro, da passagem superior mais interna (25) para desviar a comunicação fluida da passagem mais interna para os orifícios (59) da passagem radial superior (75).

A figura mostra as linhas de controle e/ou de medição (79), que podem ser utilizadas para, por exemplo, operar a válvula inferior (74) e para operar os dispositivos de medição para a interface de substancialmente água em uma mineração por solução e/ou de operação armazenamento subterrâneo de reserva, com as passagens do sinal hidráulico ou elétrico através da parede entre as passagens fluidamente separadas (24X, 24Y) e da passagem concêntrica intermediária (24) ou, alternativamente, por acoplamento ao diâmetro externo da coluna exterior (2A). O cabo ou linha (79) de controle ou medição pode passar através da passagem concêntrica, entre as dutos concêntricos (2 e 2A) , ou entrar na passagem circundante próximo à ponte fie barrilete (23) .

Arranjos semelhantes podem ser utilizáveis para a passar o controle e/ou duto de medição ou linhas de cabo (79) a partir da passagem circundante (55 das Figuras 3, 6 e 9-12) para dentro da passagem concêntrica (24 das Figuras 3, 6 e 9-12) para evitar, por exemplo, um obstruidor (40 das Figuras 3, 6 e 9-12) . A partir dai, os cabos podem reentrar na passagem circundante e serem presos ao conjunto, uma vez que ele é colocado no interior da passagem através de estratos subterrâneos (52 das Figuras 3, 6 e 9-12).

A Figura 26 ilustra uma vista ampliada da porção de pontes de barriletes (23C e 23F) na linha de detalhe E da Figura 22. A Figura ilustra o plugue de desvio da comunicação fluida a partir da passagem mais interna inferior (25) para os orifícios (59) da passagem radial (75), com linhas de comando (79) que saem da parte inferior da parede entre passagens separadas fluidamente (24X, 24Y) , tanto internas como externas ao duto externo (2A).

Fazendo agora referência às Figuras 27 e 28, as Figuras mostram uma vista em planta com a linha G-G e projeção vertical da secção transversal ao longo da linha G-G, respectivamente, de uma concretização do pistão de orifício (128). As Figuras mostram uma carcaça (114) com vedações no diâmetro externo (66), dos orifícios superiores e inferiores (59) nas extremidades da passagem associada, que pode ser utilizado para a passar um duto ou cabo (11 da Figura 15). 0 orifício de passagem (59) pode ser fechado ou proporcionar a comunicação fluida parcial para auxiliar a colocação, remoção e utilização dentro de um método. Os métodos de utilizaçãQ incluem, por exemplo, colocação dentro de receptáculos de ponte de barrilete (23C, 23F, 231, 23T, 23Z) entre os orifícios das passagens mais internas, em que os conectores mostrados, por exemplo, como mandris (89), são acopláveis com receptáculos para desviar a totalidade ou parte da comunicação fluida da passagem mais interna das correntes de fluxo de fluido que cruzam as passagens radiais acima e abaixo do pistão de orifício entre passagens intermédias e mais interna, semelhante a uma estrangulamento ou plugue (25A das Figuras 21-23 e 25- 26), quando o cabo ou dutos são passados através do pistão de orifício (128) do dispositivo de controle de fluxo (61) e a passagem mais interna. Pressões diferenciais contra as superfícies superior e inferior do pistão podem ser usadas para colocar e/ou manter o pistão de orifício (128) no lugar, ou para auxiliar na sua remoção durante, por exemplo, as operações sub-balanceadas de perfuração a cabo das Figuras 3 e 6; as operações de perfuração sub- balanceadas de tubos enrolados da Figura 3; ou a limpeza por tubo enrolado de bloqueios insolúveis em uma coluna de barrilete na mineração por solução e métodos de operação combinada das Figuras 9-14.

A Figura 29 representa uma vista isométrica de um motor de fluido e bomba de fluido (69A) do dispositivo de controle de fluxo (61) com um cabo de ligação (68) para colocação e remoção através da passagem mais interna. A bomba pode ser utilizada dentro de receptáculos de pontes de barriletes diversos (por exemplo, 23C, 23F, 231, 23T, 23Z) , com as turbinas de fluido (112) superior e inferior colocáveis entre as passagens comunicantes de fluido cruzado. A energia de uma corrente de fluxo de mistura de I fluido pode ser parcialmente transferida para a outra por meio de um eixo (113), que liga os dois arranjos de turbina ou rotor (112), por exemplo, a expansão do gás desde uma caverna de armazenamento subterrâneo que impele um rotor também aciona o outro rotor, que pode ser usado para bombear a água para dentro da caverna de armazenamento para as operações de mineração por solução e, por outro lado, com o líquido bombeado para a caverna durante a mineração por solução auxilia o armazenamento de fluido ou a extração de salmoura da caverna. Por exemplo, a temperatura de expansão do gás pode ser reduzida diminuindo a descompressão de gás armazenado, aumentando desse modo os intervalos de retirada alcançáveis durante o esvaziamento sazonal de uma caverna, antes do fechamento em temperaturas mínimas de operação do equipamento. Se diferentes velocidades de rotação entre rotores são necessárias, por exemplo, quando a expansão do gás através de uma turbina está acionando outro rotor de bombeamento de líquido, com um requisito de torque mais elevado, arranjos engrenagens, tais como engrenagens planetárias são utilizáveis no interior da carcaça (114).

Referindo-se agora às Figuras 30 e 31, as Figuras mostram vistas esquemáticas da ponte de barrilete (23F) das Figuras 21-26, que formam a concretização da Figura 30 de uma coluna de barrilete (70U), e a ponte de barrilete (23F das Figuras 21-26) combináveis com as pontes de barriletes (231 das Figuras 32-34; 23T das Figuras 6, 11-12 e 54-58; 23Z da Figura 38; 23S das Figuras 10 e 42-44, e 23V das Figuras 71-73) e configurável em vários arranjos para replicar a concretização da Figura 31 de coluna de barrilete controlada por válvula (70W). As Figuras incluem várias trajetórias de fluxo de fluido utilizáveis e as variações de corrente de fluxo de mistura de fluido, com uma pluralidade de configurações de válvulas (74), em que são possíveis outras concretizações com a adição de dutos, passagens e válvulas.

A coluna de barrilete da Figura 30 (70U) descreve uma corrente de fluxo F1 que flui axialmente para cima dentro da passagem concêntrica da extremidade inferior (24) e atravessando por cima do dispositivo de controle de fluxo (61), por baixo da válvula superior (74A), para a passagem mais interna da extremidade superior (25). Além disso, a Figura mostra uma corrente de fluxo F2 que flui axialmente para baixo no interior da passagem concêntrica da extremidade superior (24) e que atravessa por baixo do dispositivo de controle de fluxo (61), acima da válvula inferior (74B), para continuar através da passagem mais interna da extremidade inferior (25).

A coluna de barrilete da Figura 31 (70W) descreve uma corrente de fluxo F1 que flui axialmente para baixo dentro da passagem mais interna da extremidade superior e que atravessa por cima do dispositivo de controle de fluxo superior (61), por baixo da válvula superior (74A), para a passagem concêntrica da extremidade inferior (24) . Além disso, a Figura mostra uma corrente de fluxo F2 que flui axialmente para cima dentro da passagem adicional concêntrica da extremidade inferior (24A) e que atravessa por cima do dispositivo de controle de fluxo inferior (61), acima da válvula inferior (74C) , para a passagem mais interna (25) e que atravessa de novo, por baixo do dispositivo de controle de fluxo superior (61) para a passagem concêntrica da extremidade superior (24) . Além disso, a Figura inclui uma corrente de fluxo ^3 que flui axialmente para cima através da passagem mais interna da extremidade inferior (25) e que cruza abaixo do dispositivo de controle de fluxo inferior (61), para continuar através da passagem concêntrica adicional da extremidade superior (24A) . Todas as correntes de fluxo (Fl, F2, F3) podem ser controladas por válvulas seletivamente controláveis (74A, 74B, 74C) da passagem mais interna (25).

Com referência às Figuras 32, 33 e 34, as Figuras mostram vistas de planta, em projeção vertical de secção transversal e projeção isométrica, respectivamente, com linhas tracejadas que mostram superfícies ocultas e linhas de quebra mostrando secções retiradas da Figura 33 secção transversal, ao longo da linha H-H da Figura 32, projetada para formar a vista isométrica da Figura 34, da concretização de uma ponte de barrilete (231), com as passagens concêntricas intermediárias adicionais (24A, 24B da Figura 32). As figuras ilustram uma duto interno (2), duto intermediário (2A) , e a duto externo (2B) , que formam uma passagem mais interna (25), passagem concêntrica intermediária (24), e passagens concêntricas intermediárias adicionais que podem ser utilizáveis para a comunicação fluida.

Dependendo do número de passagens intermediárias entre a passagem mais interna (25) e a passagem concêntrica (24A), que pode ser ligada fluidamente pela passagem radial (75), a uma (24X) ou mais (24Y) passagens separadas fluidamente podem passar através da ponte de barrilete (231), sem ser desviado para a comunicação fluida entre uma (24) ou mais passagens intermediárias superior e inferior. A terceira passagem fluidamente separada (24Z) pode se comunicar fluidamente pjor uma passagem concêntrica (24A) , através dos orifícios (59) da passagem radial (75), com a passagem mais interna (25) em lados opostos de um receptáculo (45) para o acoplamento de um dispositivo de controle de fluxo. O acoplamento de um dispositivo de controle de fluxo no interior do receptáculo (45), entre os orifícios das passagens radiais (59), pode ser usado para desviar ou cruzar a totalidade ou uma parte das correntes de fluxos de mistura de fluido a ser comunicadas através da passagem mais interna (25) e a passagem concêntrica (24A) fluidamente acoplada (59, 75).

As Figuras 3 5 e 3 6 mostram vistas em planta, com a linha I-I e projeção vertical da secção transversal ao longo da linha I-I, respectivamente, com linhas de quebra que mostram porções removidas, de uma concretização do furo seletor (47A) de um dispositivo de controle de fluxo (61). A concretização descrita pode ser usada para desviar seletivamente o fluxo de fluido e/ou outros dispositivos de controle de fluxo por meio de uma pluralidade de orifícios. As Figuras mostram um pórtico superior (22) da parede de ramificação para uma pluralidade de orifícios (59), com superfícies guia (87), que pode ser utilizável com orifícios suplementares de uma câmara de derivação (43 da Figura 38) para comunicar dispositivos e/ou fluidos. O seletor de furo (47) pode ser acoplável em um receptáculo (45b) para a colocação, com mandris (60) acopláveis a um receptáculo associado (45 da Figura 38) . As paredes do pórtico superior e inferior (22) podem ser utilizadas para controlar o fluxo de orifícios de dutos circundantes (23, 59 da Figura 38), com a passagem de fluidos através de, por exemplo, uma válvula interna unidirecional (84) ou outro j dispositivo interno de controle de fluxo (61) para facilitar a remoção, colocação e/ou uso do seletor de furo.

Referindo-se agora à Figura 37, é mostrada uma vista em planta com a linha J-J acima de uma projeção vertical de corte transversal ao longo da linha J-J, com uma linha de quebra que mostra uma parte removida, de um seletor de furo (47) e dispositivo de controle de fluxo (61). A Figura mostra uma superfície de guia (87) para fluidos ou dispositivos através do orifício do seletor de furo (59), que pode ser alinhado com uma câmara de derivação associada (por exemplo, 43 da Figura 38), em que a superfície guia (87) da parede pode bloquear acesso a um orifício adicional e furo de saída axialmente alinhado com a passagem mais interna, e/ou outros orifícios adicionais dispostos radialmente. Uma extensão do seletor de furo (47) da parede externa também pode formar um pórtico (22) que pode ser utilizado para bloquear os orifícios da ponte de barrilete (23, 59 da Figura 38).

Referindo-se agora às Figuras 32-34, 38 e 42-44, as Figuras representam pontes de barriletes (23) que podem ser úteis para desviar o fluxo entre a passagem mais interna (25), através de uma passagem intermediária concêntrica (24), para uma passagem disposta radialmente para o exterior, tal como uma passagem concêntrica adicional (24A) ou de uma passagem circundante ao duto externo (2A). A passagem radial (75) compreende passagens fluidamente separadas (24X, 24Y) ou do furo de um duto (39).

A Figura 38 ilustra uma vista em planta com a linha K- K acima de uma projeção vertical de secção transversal ao longo da linha K-K de uma concretização de ponte de barrilete (23Z), dentro de uma coluna de barrilete (70G), com linhas de quebra que mostram porções removidas. A Figura ilustra uma câmara de junção (43) com três dutos perfurados de saída dispostos radialmente (39) truncados (46), em um duto concêntrico delimitador (2A), que formam passagens radiais (75) acopladas através dos orifícios das passagens radiais (59) para a câmara (41) para formar um furo mais interno (25) com um quarto duto de saída perfurado (39) axialmente alinhado com a passagem interna superior (25), que é mostrado encaixado na extremidade inferior do duto interno (2) e dispostos de forma concêntrica no interior do duto concêntrico (2A). A Figura mostra a ponte de barrilete (23Z), com um desviador de fluxo (21), e as extremidades (90) do ponte de barrilete (23Z) pode ser acoplável entre os dutos de uma coluna de barrilete (70G).

A coluna de barrilete de exemplo (70) tem uma pluralidade de orifícios de passagem adjacente (59) e cruzamentos (23), axialmente abaixo da câmara de derivação (43), com receptáculos associados (45) para acoplamento de dispositivos de controle de fluxo, tais como seletores de furo (47A das Figuras 35-36 ou 47 da Figura 37) ou (22 pórticos das Figuras 39-41). Os dispositivos podem desviar fluido da passagem mais interna (25) para a passagem concêntrica (24) através do orifício de passagem adjacente (59) pontes (23) pelo bloqueio de uma porção mais interna da passagem (25), ou os dispositivos podem impedir a comunicação entre as passagens ao escarranchar os orifícios (59) .

Exemplos de arranjos de corrente de fluxo de mistura de fluido incluem injeção (31) do fluido através do furo mais interno da extremidade superior (25) e desviá-lo, com um seletor de furo (47A das Figuras 36-36), p<pr meio de três passagens radiais (75) para a passagem circundante do duto externo (2A). O fluxo de fluido (34), através da passagem mais interna inferior (25) pode atravessar (23) os orifícios das passagens adjacentes (59), abaixo do seletor de furo e continuar axialmente para cima (34) na passagem concêntrica (24).

Referindo-nos agora às Figuras 39, 40 e 41, as figuras mostram vistas em planta, de corte transversal e de detalhes ampliados, respectivamente, com a parte de dentro da linha de detalhe M do corte transversal da Figura 40, ao longo da linha L-L da Figura 39, ampliada na Figura 41 para ilustrar uma adaptação dispositivo de controle de fluxo (61) da técnica anterior, que pode ser usado como um seletor de furo (47A). A Figura mostra um pórtico (22) com uma ligação de dispositivo de controle de fluxo (96) que é descrito, por exemplo, como um arranjo de trava tipo mandril de encaixe (60) com uma mola (144) para impedir o deslocamento durante a comunicação fluida. A colocação do receptáculo (45B) pode ser usado para acoplamento e transporte do aparelho através da passagem mais interna para acoplamento com um receptáculo associado.

A parte interna do furo (25) do pórtico (22) pode ser usada como uma passagem radial ao bloquear os orifícios de uma ponte de barrilete (por exemplo, 23S da Figura 42 - 44) , ou o furo interno pode abrir, ou ser parcialmente ou totalmente bloqueado, para seletivamente desviar fluido para os orifícios (59) dentro da parede do pórtico (22), utilizável como estrangulamentos fixos e/ou proteção contra cortes por fluxo nas superfícies de vedação dentro das quais o pórtico ou furo seletor estão acoplados. Vedações (66), por exemplo, vedantjes do tipo chevron (97), podem ser utilizados para bloquear o fluxo de além da parede do pórtico (22) ou para o desvio através da proteção e/ou dos orifícios fixos de estrangulamento (59). Qualquer meio de orientação adequado para uso subterrâneo, por exemplo, chavetas e ranhuras ou superfícies helicoidais, podem ser utilizados para alinhar os estrangulamentos fixos do seletor de furo (47A) e/ou de proteção (59) com passagens radiais dos dutos perfurados de saída (39).

As Figuras 42, 43 e 44 retratam concretização em vistas de planta, projeção vertical de secção transversal e projeção isométrica, respectivamente, na Figura 43 a seção transversal, ao longo da linha N-N da Figura 42, é projetada para formar a vista isométrica da Figura 44 da ponte de barrilete (23S) . As figuras ilustram um duto concêntrico adicional (2B), mostrado como uma linha tracejada, que pode ser usado para formar uma passagem adicional concêntrica (24A da Figura 42) próximo a um duto concêntrico (2), que é mostrado acoplado com uma câmara de derivação adaptada (43) para formar uma passagem concêntrica (24) através da qual dutos perfurados de saída (39), com passagens radiais internas (75), podem comunicar- se fluidamente entre a passagem mais interna (25) e a passagem adicional (24A da figura 42) ou passagem circundante, formada quando o conjunto é colocado dentro da passagem através das camadas subterrâneas.

O conjunto pode ser acoplável entre os dutos de colunas de barriletes nas extremidades superior e inferior (90) . Um duto de saída perfurado alinhado axialmente (39) ao diâmetro do furo mais interno (25) podem ser dispostos imediatamente abaixo dos dutos perfurados de saída que se jestendem radialmente (39), em que um seletor de furo (47A das Figuras 39-41) pode ser acoplável com o receptáculo (45) para controlar seletivamente o fluxo de fluido através das passagens radiais (75) e colocável, através da duto de saída perfurado alinhado axialmente, para o acoplamento com outras pontes de barriletes.

Dispositivos de controle de fluxo (61) podem ser usados como um seletor de furo (47A) . Por exemplo, o pórtico (22) das Figuras 39 a 41, pode ser colocável e pode acoplável com um receptáculo interno (45B) para o acoplamento ao receptáculo da ponte de barrilete (45) . O dispositivo de controle de fluxo pode ser usado para formar uma passagem radial alinhada axialmente (75A) que pode ser fluidamente separada de passagens que se estendem radialmente (75) por vários selos (66), incluindo, por exemplo, vedantes de tipo de bloqueio (97), que pode ser utilizável para contenção da pressão sobre os orifícios (59) para a proteção de corte por fluxo e/ou abrasão por mistura de fluidos. As Figuras 43 e 44 mostram um acoplamento (96) de dispositivo de controle de fluxo, que pode ser utilizado para direcionar o orifício seletor de furo (59) para as passagens de furo.

As comparações das Figuras 3, 6, 9-14, 16-38, 42-44, que mostram várias pontes de barriletes (23), com pluralidade de extremidades superior e extremidade inferior de dutos concêntricos (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 39, 148, 149), com as Figuras 45-73, que ilustram pontes de barriletes (23) com uma pluralidade dutos concêntricos na extremidade superior e pluralidade dutos concêntricos e/ou não concêntricos na extremidade inferior (2, 39, 148, 149, 150), mostram um número de concretizações com vários arranjos de dutos axialmente paralelos e/ou concêntricos, dentro de uma perfuração principal única, que pode ser usado com pontes de barriletes da presente invenção. Os dutos dentro de um estrato de furo único a partir de, por exemplo, uma cabeça de poço de perfuração dupla convencional e árvore de válvula ou cabeça de poço de duto concêntrico tradicional e árvore de válvula, pode ser acoplável com dutos concêntricos e/ou não concêntricos, de modo a formar uma perfuração principal única que pode ser também acoplável a uma ponte de barrilete e/ou a câmara de derivação com uma pluralidade de dutos da extremidade inferior para formar uma coluna de barrilete.

Fazendo agora referência às Figuras 45 e 46, as Figuras mostram vistas isométricas e isométricas ampliadas, respectivamente, com as linhas tracejadas que mostram as superfícies ocultas com e dentro da linha de detalhe P, representando uma concretização de uma câmara de derivação (43). A câmara de derivação representada (43) compreende uma câmara (41) e dutos perfurados de saída (39) acoplados (44), com passagens mais internas (25) que se estendem para baixo a partir do fundo da câmara (42), que pode ser útil para os métodos de construção (Por exemplo CS2 da Figura 5). O acoplamento de um seletor de furo (por exemplo 47 da Figura 47) pode ser utilizado para a comunicação por tubo e/ou fluida. A extremidade superior (90) da câmara de derivação pode ser acoplável a um duto da pluralidade de dutos concêntricos de uma coluna de barrilete, com as extremidades inferiores acopláveis a uma pluralidade de colunas de dutos.

A Figura 47 ilustra uma vista isométrica do seletor de furo (47) do dispositivo de controle de fluxo (61) que pode ser usado com a câmara de derivação das Figuras 45-^6 e 48- 50, com linhas tracejadas que mostram as superfícies ocultas. A Figura ilustra uma superfície guia (87) para dispositivos e/ou fluidos, que estejam em comunicação com um orifício (88) acoplável com o furo de saída de um duto de saída perfurado através da colocação com, por exemplo, de um acoplamento do receptáculo (45B) que pode ser alinhável com o receptáculo de ranhura (65) e uma chave associada, que pode ser fixa à câmara de uma câmara de derivação, em que a extremidade inferior se acopla ao fundo da câmara de derivação.

Referindo-se agora às Figuras 48, 49 e 50, as Figuras mostram a vista isométrica com as linhas de detalhe Q e R, a vista ampliada na linha Q da Figura 48 e a vista ampliada na linha R da Figura 48, respectivamente, com as linhas tracejadas mostrando as superfícies ocultas de uma concretização de uma câmara de derivação (43). A câmara de derivação (43) representada inclui a extremidade superior (90) que pode ser acoplável a dutos de um perfuração principal única colocável dentro ou utilizável para a perfuração de uma passagem em um estrato, e a extremidade inferior com a bainha da broca ou sapata do mandril (12 5) . Após a colocação, os dutos perfurados de saída (39) podem ser usados como barreiras primárias (149) para o acoplamento de, por exemplo, ganchos de revestimento vedador ou obstruidores com uma barreira secundária (148) que se estende para baixo a partir da câmara (41). Orifícios (59) de dutos de comunicação fluida (150, como mostrado na Fig. 67) podem ser usados para o alinhamento dos seletores de furo ou o acoplamento de câmaras de derivação subsequentes, e comunicação fluida através de orifícios da extremidade^ inferior (59) associados com a broca ou sapata do mandril (125) durante a furação ou a colocação. Após a colocação, uma superfície-guia de seleção do furo pode ser utilizada para colocar conjuntos de perfuração, através do dutos perfurados de saída (39), para whip-stocks (124) na extremidade inferior, a qual pode ainda ser utilizável para separar lateralmente e fluidamente as perfurações de poços separados em uma perfuração principal única.

As Figuras 51, 52 e 53 mostram uma vista isométrica, uma vista superior em projeção vertical lateral, e uma vista em projeção frontal, respectivamente, com as linhas tracejadas que mostram as superfícies ocultas de um dispositivo de controle de fluxo (61) do seletor de furo (47). 0 dispositivo de controle de fluxo representado (61) do seletor de furo (47) pode ser usado com câmaras de derivaçãos, semelhante às Figuras 54-58, com uma superfície-guia (87) para dispositivos e/ou fluidos, em que um acoplamento de dispositivo de controle de fluxo (96), mostrado como um mandril helicoidal alinhável, pode ser utilizado para direcionar o orifício do seletor de furo (59) para uma passagem de furo de saída. A Figura inclui um receptáculo alinhado ao furo mais interno (45B), na superfície-guia que pode ser utilizado para a colocação e a retirada do seletor de furo.

Referindo-se agora às Figuras 54-58, as Figuras ilustram uma concretização de ponte de barrilete (23T), utilizável como coluna de barrilete (76H), que pode ser utilizada para minimizar a resistência por atrito ao fluxo de alta velocidade ou em ambientes de erosão elevada.

Referindo-se agora à Figura 54, a Figura ilustra uma vj.sta isométrica de uma ponte de barrilete adaptada à câmara de derivação (23T), associada com as figuras 55-58. Figura 54 ilustra uma coluna concêntrica interna (2) , coluna concêntrica externa (2A) ou segundo duto do furo principal com as extremidades (90) acopláveis a coluna de dutos de uma perfuração principal única. A câmara de derivação (43) pode ser adaptada de modo a formar um barrilete (43A) com a adição de receptáculos e uma bolha de passagem radial (75), localizada entre os dutos perfurados de saída (39) e na parte inferior da câmara de derivação (42) próximo a qual o superior coluna concêntrica externa (2A) estende e fluidamente se acopla com a bolha.

As Figuras 55 e 57 mostram vistas em planta acima de vistas em projeção vertical de corte transversal, com e ao longo das linhas S-S e T-T, respectivamente, com linhas de quebra removendo porções do conjunto associado com as vistas isométricas das secções transversais nas Figuras 56 e 58, mostrando a ponte de barrilete (23T) da Figura 54. As Figuras ilustram a colocação de um membro de controle de fluxo, mostrado, por exemplo, como um plugue de bloqueio (25A) colocável e recuperável por cabo (11 da Figura 16), que pode ser transportável através da passagem mais interna (25) da coluna concêntrica interna (2) com uma superfície- guia de seletor de furo (47 das Figuras 51-53) que pode ser utilizado para completar a câmara de derivação da passagem mais interna da superficie-guia (87), com exclusão de outros orifícios de saída. O elemento desviador de controle de fluxo pode ser acoplado ao receptáculo perfil de niple (45) para bloquear a comunicação fluida através do duto de saída perfurado (39) da passagem mais interna (25).

A corrente de fluxo da passagem concêntrica (24) comunica-se fluidamente (Fl) através da bolha da passagem radial (75) para a extremidade inferior de um da passagem do duto de saída perfurado (39) , com o duto de saída perfurado oposto (39) comunicando fluidamente (F2), com a câmara (41) e a passagem mais interna (25) da câmara (41).

Fluxo combinado, no interior da câmara (41) de derivação do barrilete (43A), de ambos orifícios de saída (39) pode ser acionado pela colocação de um pórtico (22 das Figuras 39-40, sem orifícios de estrangulamento) através do orifício (59) da passagem radial (75).

Referindo-se agora às Figuras 56 e 58, as Figuras mostram vistas de projeções isométricas com secções transversais associadas nas Figuras 55 e 57 e as linhas de quebra da ponte de barrilete (23T) da Figura 54. As Figuras mostram vistas isométricas de perspectivas de orientação diferentes da bolha da passagem radial (75) próxima ao dispositivo de controle de fluxo (61), mostrado como um plugue de bloqueio (25A).

Outros elementos de controle de fluxo, por exemplo uma válvula unidirecional ativada por pressão, pode ser utilizada para alimentar uma corrente de fluido de gravidade específica substancialmente mais leve, a partir da passagem concêntrica (24), a uma corrente de fluxo de gravidade específica mais pesada, de um duto de saída perfurado, para reduzir a pressão hidrostática sobre o segundo poço e, com isso, aumentar a velocidade de fluxo e/ou a criação de um sub-balanço.

Para as operações de mineração por solução, a ponte de barrilete (23T) pode ser utilizada para a injeção de água fluidamente separada e correntes de extração de salmoura, mantendo o acesso à passagem mais interna para o funcionamento de outros dispositivos, como dispositivos de separação ou dispositivos de medição para medir a forma de uma caverna de sal ou a realizar um teste de integridade mecânica do sapata de revestimento do invólucro cimentado final.

A ponte de barrilete (23T) das Figuras 54 a 58 pode ser adaptável com dutos adicionais que compreendem, por exemplo, um orifício de ponte de uma passagem adjacente (23 da Figura 38) através do orifício (59) da passagem radial (75) da duto de saída perfurado (39), ou para os dutos concêntricos e de apoio das Figuras 71-73, para formar uma ponte de barrilete (23V das Figuras 71-73). O acesso a passagens mais internas dos dutos de fluxo de suporte (150, como mostrado na Fig. 67), localizada por baixo da câmara (41), não é necessário. Alternativamente, os dutos perfurados de saída adicionais (39) podem ser aumentáveis de dois para quatro, pela adaptação da câmara de derivação adicional com orifícios adicionais alinhados com os dutos adicionais de fluxo de suporte (150, como se mostra na fig. 67), para proporcionar acesso à sua passagem mais interna.

Referindo-se agora às Figuras 59 a 71, as Figuras representam diferentes configurações e/ou aparelhos para a concretização de um método de construção (CS8) .

Concretizações do método (CS8) podem ser usadas com uma pluralidade de arranjos de orifício de saída (39) que podem ser seletivamente acessíveis através de uma câmara de derivação (43) com um ou mais seletores de furo (47) acoplável com uma pluralidade de orifícios associados adicionais. Dutos adicionais (150), que suportam a comunicação fluida para ou a partir da perfuração principal única, podem ser colocáveis próximo aos dutos perfurados de saída de um arranjo de câmajra de derivação, por exemplo, para comunicar-se fluidamente com passagens concêntricas, não necessitando de acesso ao furo mais interno, ou para alinhar a seletores de furo ou acoplar arranjos de dutos com grandes áreas de secção transversal e as forças associadas, no caso de um rompimento de uma barreira primária (149), em que uma barreira secundária utilizável (148) está disponível.

Junções de metal expansível da técnica anterior, tal como descrito na Figura 4, e tecnologias convencionais multilaterais são, geralmente, incapazes de proporcionar ramos de poço com ambas as barreiras de dutos primária (2, 39, 149) e secundária (2A, 148), com passagens concêntricas ou anulares associadas utilizáveis para monitoração de pressão entre essas barreiras, através de uma comunicação fluida. Passagens concêntricas, entre dutos de barreiras de pressão, podem ser úteis para diversas operações associados de poço, por exemplo, circular fluidamente um fluido assassino de gravidade específica mais elevada para substituir um duto de barreira em uma barreira primária em falha (2, 39, 149).

Colunas de barriletes (70, 76) e/ou pontes de barriletes (23) podem ser usadas com o método de construção (C8) para proporcionar um controle seletivo da comunicação fluida pressurizada dentro e próximo a estas barreiras, para um ou mais poços, abaixo de uma perfuração principal única, através de uma cabeça de poço única e árvore de válvula para, por exemplo, proporcionar uma árvore submarina única, que possa ser usada com elevador de gás e/ou água de injeção para a produção de poços múltiplos. Alternativamente, os usos podem incluir o controle seletivo de ijima pluralidade de poços a uma ou mais cavernas de armazenamento subterrâneo, durante a mineração por solução e/ou as operações de armazenamento subterrâneos.

A Figura 59 ilustra uma vista isométrica de um arranjo (146) de um seletor de furo (47), um conjunto de câmara de derivação superior (145A), e o conjunto da câmara de derivação inferior (145B), que ilustram um método de construção (CS8). 0 duto de ligação acima da ligação superior (137) é removido para mostrar o seletor de furo (47) das Figuras 63-64, que podem ser colocáveis através de uma perfuração principal única e acoplável com a câmara de derivação superior (43) das Figuras 61 e Figuras 66 -67, acoplado com um conector (137) para a câmara de derivação inferior (43), mostrada na vista em planta da Figura 60, em que todo o conjunto (146) é mostrado na vista em planta da Figura 62.

Referindo-se agora às Figuras 60, 61 e 62, as Figuras mostram vistas em planta da parte do conjunto de câmara de derivação inferior (145B), o conjunto de câmara de derivação superior (145A) e o arranjo totalmente montado (146) da Figura 59, respectivamente. As Figuras mostram um método de construção preferencial (CS8) com a câmara de junção da Figura 60 (43) de construção semelhante à das câmaras de derivação das Figuras 45-46 e 48, e sem sobreposição do diâmetro interno do furo de saída para proporcionar as superfícies-guia dos orifícios de saída separados fluidamente (87) e passagens mais internas (25) com dutos de comunicação fluida (150, como mostrado na Fig. 67) . Os dutos de comunicação fluida podem ser utilizáveis para a comunicação fluida com, por exemplo, passagens separadas fluidamente (24X, 24Y e 24Z) de uma passagem concêntrica circunferencialmente segmentada, ou utilizável como receptáculos (45A) para um seletor de furo, semelhante ao da Figura 47. Além disso, os dutos de comunicação fluida podem ser usados para acoplar e/ou comunicar fluidamente com a câmara de derivação superior (43), como mostrado na Figura 61. Os diâmetros internos dos furos de saída se sobrepõem em forma de folha de trevo, que pode ser usada com o seletor de furo, das Figuras 63-64, para selecionar a passagem de furo de saída mais à direita, como mostra vista de planta da Figura 62. As superfícies-guia (87) da extensão do seletor de furo (48) podem ser acopladas no interior da forma de folha de trevo para completar a circunferência mais à direita do furo.

As Figuras 63, 64 e 65 retratam vistas em planta, projeção vertical de corte transversal e isométrica da seção transversal, respectivamente, o seletor de furo (47) do dispositivo de controle de fluxo (61) das Figuras 59 e 62, com linhas de quebra mostrando porções removidas na Figura 64 corte transversal, ao longo da linha V-V da Figura 63, projetada para formar a vista isométrica da Figura 65. As figuras ilustram a superfície-guia (87) estendendo-se para uma extensão (48), que pode ser usada para completar, por exemplo, a circunferência de furos de saída da câmara de junção da Figura 61 para o transporte de dispositivos e/ou para comunicação fluida para um furo selecionado, enquanto excluindo outros furos. O seletor de furo (47) pode ser girado para diversos orifícios e pode se acoplar aos conectores (96) para o receptáculos (45A da figura 61).

Referindo-se agora às Figuras 61, 66 e 67, as Figuras mostram vistas em planta, em projeção vertical de secção transversal e projeção isométrica, respectivamen'f e, da câmara de derivação (43), e do método de construção (CS8), com linhas de quebra que mostram porções removidas na secção transversal da Figura 66, ao longo da linha U-U da Figura 61, projetada para formar a vista isométrica da figura 67, do conjunto da câmara de derivação superior (43) das Figuras 59 e 62. As figuras ilustram um conector da extremidade superior (137) que pode ser acoplado com o duto de uma perfuração principal única e um conector da extremidade inferior (137) que pode ser acoplado à, por exemplo, extremidade superior da câmara de derivação inferior das Figuras 59-60 ou outra montagem no interior da perfuração principal única. A câmara (41) e os orifícios de saída (39) podem formar barreira de dutos primária (149) com as pilhas de vedação da extremidade inferior (66) , acopladas aos orifícios da extremidade superior da Figura 60, no interior da barreira de dutos secundária (148). Fluido a partir dos, por exemplo, espaços anulares da extremidade inferior associada com o poço que se estende desde a câmara de derivação (43 da Figura 60) , pode ser transmitido através de dutos de suporte de comunicação fluida (150) para a medição (13 da figura 1) na cabeça de poço da extremidade superior da perfuração principal única.

As Figuras 68, 69 e 70 representam vistas em planta de combinações de vários exemplos de configurações de dutos de tamanho convencionais, incluindo quatro de 34 cm de diâmetro, três 34 cm de diâmetro, e dois de 34 cm de diâmetro de configurações de barreira principal, respectivamente, do processo de construção (CS8) que pode ser utilizado para adaptar as câmaras de derivação das Figuras 45-46, 48-50, 54-58, 59-62 e 66-67. A Figura 68 ilustra quatro dutos de barreira primária com 34 cm de diâmetro externo (149) dentro de um duto de barreira secundária de 91 cm de diâmetro externo (148) , com cinco dutos de suporte de comunicação de fluido pressurizado com 13 cm de diâmetro externo (150) . A Figura 69 mostra três dutos de barreira primária com 34 cm de diâmetro externo (149) dentro de um duto de barreira secundária de 81 cm de diâmetro externo (148), com três dutos de suporte de comunicação fluida com 15 cm de diâmetro externo (150) . A Figura 70 mostra dois dutos de barreira primaria com 34 cm de diâmetro externo (149) dentro de um duto de barreira secundária com 76 cm de diâmetro externo (148), com quatro dutos de suporte de comunicação de fluidos pressurizados com 13 cm de diâmetro externo e dois com 22 cm de diâmetro externo (150) . Os diâmetros externo e interno exemplares ilustrados são reconfiguráveis para fornecer várias categorias de comunicação fluida pressurizada, com espaços anulares entre diâmetros externos dos dutos (149, 150) e dentro do diâmetro interno do duto de barreira secundária (148), também utilizável para a comunicação fluida.

A construção convencional de poço e práticas operacionais, em geral, ditam a utilização de dutos de tamanho convencionais para facilitar o uso de ferramentas e aparelhos convencionais. Esta utilização inclui os dispositivos convencionais de controle de fluxo que podem ser colocados pela passagem mais interna da presente invenção, em que dutos com 34 cm de diâmetro externo podem ser usados normalmente para revestimento intermediário e podem representar um ponto conceituai abaixo do qual uma grande variedade de aparelhos convencionais estão disponíveis para combinações de pressões subterrâneas, diâmetros de aparelhos e tamanho das áreas transversais dos aparelhos. No entanto, com a utilização de dutos de diâmetro externo superior a 34 cm, as pressões aplicadas a grandes áreas da secção transversal dos dutos geralmente resultam em grandes forças que limitam a disponibilidade de um aparelho convencional.

A concretização do método de construção (CS8) da presente invenção proporciona uma barreira secundária (148), que pode suportar dutos e arranjos espaciais utilizados para controlar seletivamente correntes de fluxo de mistura de fluidos pressurizadas subterrâneas, caso os dutos da barreira primária (149) falharem. Por exemplo, dentro dos arranjos de suspensão e obstruidor das Figuras 3, 6 ou 12, ou as câmaras de derivação das Figuras 59-62, 66-67 e 71, em que as pressões aplicadas em grandes áreas de secção transversal são controladas pelo dutos (150) utilizados como conectores do tipo duto ou sólido para proteger conjuntos de dutos, com grandes áreas transversais, e atuar como passagens de equalização de pressão para impedir a pedido de pressão em grandes áreas transversais. Além disso, estas grandes áreas de secção podem agir como passagens de alívio de pressão, no caso de quebra de uma barreira primária (149), para limitar a pressão colocada sobre a barreira secundária, por exemplo, ligando os dutos a uma formação subterrânea com um gradiente de fratura, que seja menor do que a barreira secundária, para formar um mecanismo de alívio de pressão no estrato subterrâneo.

Os diâmetros menores e pressões mais elevadas associadas a dutos de alívio de pressão (150) do método de construção (CS8) pode ser utilizado com placas, que separem fluidamente a passagem entre os dutos (149, 150) e o diâmetro interno da barreira secundária (148). Placas integradas podem ser usadas para reforçar e melhorar a integridade à pressão da barreira secundária de grande diâmetro (148), com os dutos de alívio de pressão (150) que comunica a pressão do fluido aos dispositivos de controle do fluxo e alívio de pressão, no caso de uma falha da barreira primária para uma reservatório absorção de pressão ou outro mecanismo de equalização de pressão para, em uso, impedir a quebra da barreira secundária antes da reparação da barreira primária.

Referindo-se agora às Figuras 71, 72, 73 e 74, as Figuras incluem uma concretização de ponte de barrilete (23V) representada em planta, projeção vertical da secção transversal, projeção, isométrica e vistas de detalhe ampliadas, respectivamente, com linhas de quebra que mostram porções removidas na Figura 72 em corte transversal, ao longo da linha W-W da Figura 71, projetada para formar a vista isométrica da Figura 73, com a porção dentro da linha de detalhe X ampliada na Figura 74. A concretização da ponte de barrilete representada (23V) é adaptada a partir do barrilete de câmara de derivação (23T) das Figuras 54-58. As figuras ilustram o método de construção (CS8) com um duto adicional concêntrico (2D da Figura 71) mostrada como uma linha tracejada, utilizado como uma barreira secundária para formar uma passagem concêntrica (24C) sobre as barreiras primárias. Como mostrado as barreiras primárias compreendem o duto (2C), formando uma passagem concêntrica (24B) em torno do duto concêntrico (2B), que forma uma passagem concêntrica intermediária (24A) em torno do duto concêntrico (2Aj, que circunda a passagem concêntrica intermediária (24) disposta em torno do duto interno (2) e da passagem mais interna (25). As extremidades superiores (90) dos dutos são mostradas encaixadas com os dutos concêntricos de uma perfuração principal única, enquanto as extremidades inferiores (90) são mostrados encaixadas com, por exemplo, dutos de uma junção de poços ou outros dutos de uma perfuração principal única, tal como o representado na Figura 68.

Os dutos concêntricos mais internos da extremidade superior (2, 2A) podem se acoplar com a câmara (41) de derivação (43) que formam os dutos perfurados de saída inferior (39) que podem se comunicar fluidamente através de uma passagem radial (75) com a passagem intermediária concêntrica (24) disposta em torno do duto interior (2). Os dutos concêntricos mais externos (2B, 2C) , que separam fluidamente as passagens concêntricas (24A, 24B), podem fazer a transição para a extremidade inferior separada fluidamente e dutos de comunicação fluida pressurizada dispostos radialmente (150).

Como demonstrado nas Figuras 3, 6, 9-14 e 17-73, as concretizações da presente invenção proporcionam assim métodos e arranjos de coluna de barrilete (70, 76) de pontes de barriletes (23), válvulas (74), dispositivos de controle de fluxo (61) e as linhas de controle e/ou de medição (79) que podem ser úteis em qualquer arranjo configurável e colocável dentro de uma perfuração principal única, e/ou orientadas para controlar seletivamente correntes de fluxo de misturas de fluidos pressurizados de um ou mais poços de substancialmente hidrocarbonetos e/ou de substancialmente água de um<y. perfuração principal única, durante a construção e/ou operações de poço.

Referindo-se agora à Figura 74, a Figura mostra uma vista de projeção vertical de uma fatia da secção transversal através de estratos subterrâneos de uma caverna subterrânea de armazenamento de líquido e arranjo de superfície do tanque de salmoura. A Figura mostra dutos concêntricos (2, 2A) que passam por uma passagem através dos estratos subterrâneos (52), constituídas por revestimentos e furo de estratos formando uma chaminé acima da caverna com paredes (1A), que são formados em um depósito de sal (5) . As colunas de dutos são utilizáveis para transferir a salmoura para e de um tanque de armazenamento e deslocamento do fluido para e da caverna; em que, após desaguamento inicial da caverna, a prática convencional consiste em apenas deslocar líquidos armazenados com salmoura.

Componentes de superfície e subterrâneos, que compreendem a passagem através de estratos subterrâneos (52) que se estendem para um depósito de sal (5), são posteriormente descritos para uma concepção convencional de mineração por solução (CM3 da Figura 80) e um armazenamento de gás de concepção de completação convencional (CM4 da Figura 79).

Os fluidos de armazenamento podem ser injetados (31) no espaço superior dentro das paredes das cavernas (1A) para deslocar (34) a salmoura do espaço inferior, abaixo de uma interface de substancialmente água (117) para um tanque de salmoura (152) ou para uma instalação de armazenamento de salmoura, tal como uma outra caverna de armazenamento subterrâneo.

Fjm comparação, a prática convencional pode envolver o armazenamento de salmoura saturada dentro de uma caverna subterrânea de armazenamento de liquido depois do deslocamento. No entanto, a geração de salmoura para o deslocamento (1T) durante as operações simultâneas de mineração por solução e de armazenamento (IS das Figuras 76, 80 e 81) com, por exemplo, o armazenamento de líquidos em um reservatório de salmoura e armazenamento e com a salmoura armazenada servindo como uma interface de comunicação fluida em um tubo U, com a salmoura na extremidade inferior de uma almofada de armazenamento de gás de um reservatório de salmoura e armazenamento, não são práticas comuns.

Arranjos de bombas e motores de superfície (116), com barriletes de superfície (155) que compreendem dutos e válvulas, podem ser usados para operações de injeção ou extração em espaços no interior das paredes da caverna (IA), em um tanque de salmoura (152), ou em instalações de armazenamento. A Figura ilustra o uso de um duto de transferência (153), em comunicação com as bombas e motores (116), para a extração de fluido do tanque salmoura (152) . Além disso, a Figura 74 mostra as bombas de superfície e arranjos de motor (116) em comunicação com um duto de operações de armazenamento (154) , usado para deslocar os fluidos armazenados.

Os fluidos de armazenamento podem ser deslocados (34) da extremidade superior do espaço, dentro das paredes da caverna (1A) , pela injeção (31) de salmoura para dentro do espaço inferior abaixo da interface de substancialmente água (117), de um tanque de salmoura (152) ou outro espaço de armazenamento de salmoura, através de barriletes de superfície (155), bombas e motores (116).

Referindo-se agora às Figuras 75, 76, e 80-83, as Figuras descrevem concretizações (1T, 157) da presente invenção, em que cavernas de armazenamento (158) são acopladas fluidamente com reservatórios de salmoura (159), via um arranjo de duto similar a um tubo em U, em que ambos compreendem reservatórios de salmoura e armazenamento (158, 159). Os reservatórios salmoura (159) podem ser usados para geração de salmoura durante a operação de uma caverna de armazenamento (158), deslocamento de produto e operação de armazenamento de salmoura, até que o reservatório (159) e/ou a caverna de armazenamento de salmoura (158), quando a salmoura saturada é produzida, atinja o seu diâmetro máximo estável efetivo, após o que, as cavernas (158, 159) podem ser usadas para a salmoura totalmente saturada e/ou armazenamento de produtos a profundidades associados com o diâmetro máximo efetivo.

Reservatórios de salmoura (159) podem ser usados para melhorar a economia de valor presente líquido de grandes desenvolvimentos de armazenamento em caverna de sal, ao fornecer fluido de deslocamento contínuo da salmoura durante as operações de mineração por solução (1, IS) do reservatório de salmoura (159), para a operação de deslocamento de produto de um caverna de armazenamento subterrâneo (158), ou o deslocamento de produto de uma caverna de armazenamento (158) em salmoura saturada para um reservatório de salmoura (159). Em seguida, os reservatórios de salmoura e armazenamento (158, 159) podem ser usados intercambiavelmente como cavernas de armazenamento (158) ou cavernas geradoras de salmoura (159) utilizadas como salmoura subsaturada ou totalmente saturada, para separar o armazenamento de fluidosj de substancialmente salmoura de fluidos de substancialmente hidrocarbonetos dos ciclos de demanda diferentes, por exemplo, petróleo, diesel e/ou gasolina de um ciclo de demanda oposta, por exemplo, gás natural.

Concretizações da presente invenção (1T) podem ser utilizadas com outros aparelhos (por exemplo, 21, 23, 23F e 70R da Figura 80) e métodos (por exemplo, C03, CS4, C06 e C07 de Figuras 80 e 81) para acessar seletivamente fluidos entre uma pluralidade de interfaces de fluido (117, e/ou 117A) para proporcionar acessibilidade seletiva a vários produtos de diferentes gravidade específicas, que podem ser armazenados dentro de uma única ou uma pluralidade reservatórios de salmoura e armazenamento em cavernas de sal subterrâneas.

A Figura 75 mostra uma vista esquemática de projeção vertical em corte transversal de uma fatia através de estratos subterrâneos que descreve uma concretização do método (1T) para a operação de uma caverna de armazenamento (158) com salmoura de um reservatório subterrâneo de salmoura (159). A Figura ilustra um arranjo de duto similar a tubo em U entre os poços, com a salmoura mais pesada na extremidade inferior de ambas as cavernas e localizada abaixo de uma interface de substancialmente água (117) transferida de uma caverna para a outra por pressão de trabalho (WP1 para WP2). As linhas tracejadas no interior das cavernas representam o arranjo teórico similar a um tubo U, com salmoura ou outro fluido de armazenamento mais pesado separado por gravidade abaixo de fluidos leves, de substancialmente água (117) e/ou de interfaces de fluido (117A) que podem ser armazenados na parte superior da almofada de cada caverna de sql do reservatório de salmoura e armazenamento (158, 159).

Um reservatório de salmoura (159) é minerado por solução (1), e/ou utilizado para armazenamento enquanto é minerado por solução (IS), para produzir salmoura, que pode ser expulsa (34) por um duto de eliminação (153 A) até, por exemplo, a caverna atingir o tamanho desejado para operar como caverna de armazenamento subterrâneo (159). A salmoura é produzida a partir do reservatório de salmoura (159) através de um duto de transferência (153) e um arranjo de tubo U, com o nível de saturação de sal, de salmoura de fornecimento contínuo, dependente de temperatura, pressão, volume e tempo de permanência da injeção de água (31) através do duto de alimentação (156) e para dentro do reservatório de salmoura (159), e, neste caso, cai na interface de substancialmente água (117).

Durante mineração por solução (1) , a água pode ser fornecida através do duto de alimentação (156) com qualquer, por exemplo, ar comprimido, nitrogênio, diesel, sal inerte e/ou outros produtos armazenáveis. A água pode ser injetada (31) através do duto de alimentação (156) para dentro da almofada acima de uma interface de substancialmente água (117) ou uma interface de fluido (117A) do reservatório de salmoura (159), durante a mineração combinada e as operações de armazenamento (IS), para exercer uma pressão de trabalho (WP1) na interface (117 ou 117A), que, através do arranjo de tubo em U, expele (34) a salmoura através do duto de eliminação (153A) ou injeta (31) a salmoura através do duto de transferência (153), na extremidade inferior da caverna de armazenamento subterrâneo (159), que exerce uma pressão de trabalho (WP2) na interface fluida (117 ou 117A) para deslocar (34) o fluido armazenado da caverna de armazenamento subterrâneo (158) para um dispositivo de armazenamento operações de duto (154) ou oleoduto.

Pressões de trabalho (WP1, WP2) podem depender das pressões hidrostática e dinâmica de fluidos para colunas de fluido estacionárias e móveis dentro das cavernas, com várias possíveis saturações de salmoura e líquidos ou gases que são armazenáveis dentro, acima e abaixo de interfaces de substancialmente água ou fluido (117, 117A), da reserva.

Se fluidos compressíveis, por exemplo, ar, nitrogênio ou gás natural, são utilizados para aplicar a pressão de trabalho (WP1) , seguida de liberação subsequente do fluido comprimido, esse pode ser usado para acionar, por exemplo, turbinas ou motores pneumáticos, os quais podem ainda ser utilizados para auxiliar as operações de armazenamento. A transferência de calor (160) da compressão dos fluidos pode ser ainda usada para aquecer a caverna e compensar, parcialmente, as reduções de temperatura associadas à mineração por solução e/ou a expansão do fluido comprimido.

Se um ou mais fluidos de gravidade específica mais leves e/ou os produtos armazenados são colocados dentro de uma caverna, fluidos serão separados por gravidade, dado tempo suficiente, da salmoura pesada, conectada via tubo em U às extremidades inferiores das duas cavidades (158, 159), para formar uma ou mais interfaces de fluido de gravidade específica mais baixa (117 ou 117A), por exemplo, fluidos separados em uma operação de raspagem de tubulação.

Arranjos dentro de cada caverna das completações de duas colunas convencionais (CM5 da Figura 81) podem ser usados para operar interface única de substancialmente água (117). Alternativamente, as duas completações de coluna podem ser usadas para operar colunas de barriletes (70 da Figura 80) com colunas de barriletes concêntricas (2, 2A da figura 80), em vez das colunas individuais (2), como mostrado, para acessar seletivamente uma pluralidade de fluidos separados por gravidade dentre uma pluralidade de interfaces de fluidos (117 e 117A) , com pontes de barriletes (21 e 23 da Figura 80) que formam parte de uma coluna de barrilete dentro de qualquer das cavernas (158, 159) .

A água pode ser injetada (31) no duto de mineração e/ou de operações de armazenamento (156) do reservatório de salmoura (159) com um fluido sal inerte, tal como nitrogênio, hidrocarboneto gasoso, ou diesel, que pode ser colocado e flutuado sobre a água injetada para proteger a sapata de revestimento de final cimentada. A água pode ser usada para a produção de salmoura pela dissolução de sal, por métodos semelhantes aos descritos nas Figuras 76, 80 e 81, para o deslocamento da almofada da extremidade superior da caverna de armazenamento (158) durante as operações de recuperação de armazenamento.

Cavernas de armazenamento de gás, por exemplo, podem recuperar (34) gás armazenado de uma caverna (15 8) com a queda significativamente menor da temperatura pelo deslocamento para ajustar o volume, de modo a manter a pressão do gás comprimido com a salmoura produzida de um reservatório de salmoura (159) através do duto de ligação (153) no formato de tubo U, durante o enchimento (31) do reservatório da salmoura com água para produzir mais salmoura.

Para o armazenamento de líquido ou gás, o deslocamento de salmoura pode ser utilizado durante os ciclos^ de demanda, enquanto se realiza a mineração por solução do reservatório de salmoura. A salmoura da caverna de armazenamento (158) pode ser descartada para, por exemplo, o mar, com subsequente reenchimento da caverna com o produto armazenado, enquanto a dissolução de sal ou mineração por solução prossegue dentro do reservatório de salmoura (159) . Como alternativa, a salmoura pode ser deslocada de volta ao reservatório de salmoura, deslocando a almofada de armazenamento (IS) e/ou salmoura subsaturada no reservatório de salmoura.

Se ar ou nitrogênio comprimido foi usado no duto em U de salmoura de um reservatório de salmoura (159) para o expulsar (34) fluidos, tais como o gás de uma caverna de armazenamento (158), então o ar comprimido ou de azoto no reservatório de salmoura (159) pode ser usado para acionar uma turbina ou um motor pneumático para auxiliar as operações de armazenamento e pode ser liberado para a atmosfera.

Um reservatório de salmoura pode ser usado para formar salmoura continuamente durante as operações de deslocamento, se a água é o líquido de deslocamento, com os níveis de concentração de sal sendo uma função do tempo de residênciaz pressões, volumes e temperaturas. Salmoura parcialmente saturada pode ser usada para minimizar a dissolução de sal em uma caverna de armazenamento (158) durante a mineração por solução combinada com as operações de armazenamento (1S), desde que haja diâmetro efetivo suficiente disponível para tais deslocamentos subsaturados antes de alcançar o diâmetro de estabilidade crítica da caverna.

Armazenar (31) , por exenjplo, petróleo, gasolina ou diesel na extremidade superior de almofada da caverna de salmoura no lado direito (159), que é parcial e/ou totalmente saturada, para passar a salmoura pelo tubo em U para, na caverna de armazenamento (158), deslocar o gás durante o inverno em que sua demanda sazonal é alta e a demanda sazonal é menor por óleo bruto, gasolina e/ou diesel, pode ser seguido posteriormente pelo desaguamento da caverna de armazenamento (158), com gás natural comprimido, durante a primavera ou o verão quando a demanda por gás é sazonalmente baixa, e passar pelo tubo em U a salmoura saturada ou parcialmente saturada, de volta para o reservatório de salmoura (159) para deslocar o petróleo bruto, gasolina e/ou diesel, durante o ciclo da primavera ou do verão quando sua demanda é sazonalmente elevada.

O deslocamento de salmoura parcialmente saturada entre cavernas de sal pode ser utilizado, até atingir um diâmetro máximo de estabilidade efetiva da caverna de sal em profundezas subterrâneas relevantes no interior do reservatório de salmoura (159) utilizado para armazenar salmoura e/ou produtos e a caverna de armazenamento (158) utilizada para armazenar salmoura e/ou produtos. Uma ou mais interfaces fluidas (117A) podem estar presentes entre produtos de diferentes gravidades especificas, efetivamente flutuando em cima uns dos outros. Os fluidos, entre as interfaces de fluidos diferentes, podem ser acessível usando as colunas de barriletes (70 da Figura 80).

Referindo-se agora à Figura 76, a Figura mostra uma vista esquemática de projeção vertical de fatia da secção transversal através de estratos subterrâneos de uma concretização do método (1T) para a operação de uma caverna de armazenamento com um reservatório subterrâneo de salmoura. A Figura mostra um arranjo de tubo em U, similar à Figura 75, que pode ser utilizado para operar a caverna de armazenamento (158), com salmoura produzida pela mineração por solução (1) e as operações combinadas (IS) no interior do reservatório de salmoura (159) com um ou dois dutos (2) em cada uma das cavernas (158, 159). Bombas (116), turbinas, motores e barriletes valvulados (155) são apresentados e podem ser utilizados para a injeção de fluidos para dentro, e expelição de fluidos para fora da caverna de sal.

Diversos métodos de mineração por solução (1), que compreendem injetar água para controlar uma interface de substancialmente água (117), utilizada para estender o teto da caverna de um diâmetro fixo para cima (1B para 1C para IA) , aumentar o diâmetro da caverna após mineração por solução de um menor diâmetro para cima (1B para 1C para 1A), ou suas combinações, podem ser usadas para produzir as formas intermediárias da caverna (147) que possam ser utilizadas em operações combinadas (1S) de mineração por solução (1) e de armazenamento, antes de alcançar a concepção final das paredes da caverna (1A) no diâmetro máximo efetivo para a estabilidade da caverna de sal.

Operações combinadas de armazenamento e de mineração por solução (1S) podem ocorrer ao aumentar o diâmetro da caverna após mineração por solução em diâmetro menor para cima (1B para 1C para 1A) , por exemplo, que compreende injetar (31) água de um duto de alimentação (156) na extremidade superior da caverna abaixo da interface superior representada de substancialmente água (117) ou, por exemplo, de um diâmetro fixo para cima (1B para 1C para 1A) , com a injeção (31) de água caindo para a interface inferior representada de substancialmente água (117). As operações combinadas (1S) podem ser utilizadas para a produção de salmoura pela dissolução de sal, que ocorre entre as paredes intermediárias das cavernas (147) e as paredes finais da caverna (1A), para operar a caverna de armazenamento (158), com deslocamento de fluido, pela produção de (34) salmoura por meio do reservatório de salmoura (159) do duto inferior interno (2), dutos de transferência (153) e barrilete de superfície (155) com o uso de bombas de superfície (116), utilizadas para injetar a salmoura na extremidade inferior da caverna de armazenamento (158), através da seu duto interior (2), fazendo flutuar o produto armazenado na caverna acima da interface de substancialmente água (117) ou fluido (117A). As pressões de trabalho (WP2) e de bombeamento (116) podem ser utilizadas para mover para cima a interface de substancialmente de água (117) ou líquido (117A) do armazenamento da caverna (158), controlando seletivamente a pressão de trabalho (WP1) com a árvore de válvula, para produzir (34) os fluidos armazenados a partir da extremidade superior da caverna de armazenamento (158).

O método descrito pode ser revertido pelo rearranjo do fluxo a partir da caverna de armazenamento (158) para o reservatório de salmoura (159), em que o produto pode ser movido pelos dutos de transferência (153) ou produção (154) a partir da extremidade superior ou inferior de uma caverna para a outra. O produto armazenado da extremidade superior da caverna de armazenamento (158) é geralmente usado como uma almofada sal inerte para mineração por solução na extremidade superior de um reservatório de salmoura (159), ou de salmoura na extremidade inferior da caverna dje armazenamento (158) que pode ser retornado para extremidade inferior do reservatório de salmoura (159). Se, por exemplo, ar comprimido de uma turbina de vento ou outros fluidos compressíveis, tais como o nitrogênio proveniente de um gerador de nitrogênio, são usados para deslocar salmoura de um reservatório (159), na operação de deslocamento de uma caverna de armazenamento (158), durante o armazenamento do produto de reinjeção (31) na caverna (158), os fluidos do reservatório comprimido de salmoura da extremidade superior (159) pode ser liberado para a atmosfera e ou utilizado para acionar, por exemplo, um motor pneumático (116) na superfície ou para acionar as turbinas através um barrilete de superfície (155) para auxiliar as operações de armazenamento.

Onde apropriado, diversos métodos de operação entre o reservatório de salmoura (159) e a caverna de armazenamento (158), podem ser usar transferência de calor subterrânea (160) em operações de armazenamento para, por exemplo, manter temperaturas em uma caverna de gás (158), que tivesse sido deslocado por salmoura aquecida pelo estrato subterrâneo por um período de residência em um reservatório de salmoura (159).

A Figura 77 ilustra um exemplo de uma representação gráfica do conceito convencional de aumento do volume de gás de trabalho utilizável a partir da extremidade inferior do eixo vertical, para cima, ao longo de um período de anos que aumenta no eixo horizontal da esquerda para a direita, que resulta da transferência de calor (160) subterrânea para uma caverna subterrânea de armazenamento de gás. A Figura mostra que, devido às menores temperaturas da água utilizadas na mineração por solijção ao longo de um período de anos, e do processo químico de dissolução do sal, os estratos em torno de uma caverna são arrefecidos abaixo do seu estado natural, e, para este exemplo particular, requerem anos para voltar a sua temperatura original.

Embora a prática convencional para recuperar o líquido de armazenagem subterrânea possa usar o deslocamento de salmoura, tal como descrito na Figura 74, não é prática convencional utilizar deslocamento de salmoura para recuperar o gás armazenado no subsolo de uma caverna de sal. Por isso, o gráfico da Figura 77 é utilizado para explicar como a temperatura da caverna pode afetar os volumes de trabalho de gás de caverna subterrânea de sal, e porque o deslocamento da salmoura poderia ter sido usado para aumentar o volume de trabalho durante os anos anteriores com temperaturas mais baixas da caverna, quando, por exemplo, válvulas de segurança de subsolo seriam utilizadas para conter o gás comprimido (CS4 da Figura 80, CM5 da Figura 81).

Os métodos convencionais para a utilização de volume de gás de trabalho requerem volume crescente, pela expansão do gás comprimido, para extraí-lo de uma caverna com a equação do gás ideal [Pl * VI) / T1 - (P2 * V2) T2], afirmando que, com o aumento de volume, a uma pressão relativamente constante, uma queda de temperatura proporcional é atingida. Dado que as práticas convencionais de armazenamento de gases expandem os gases comprimidos durante sua recuperação, a temperatura inicial transmitida ao gás comprimido de uma caverna fria reduz o período de retirada, porque a queda de temperatura do gás comprimido é iniciada a partir de uma temperatura mais baixa. À medida que a gaverna se aquece ao longo de vários anos, ela transfere o calor (160) para o gás comprimido no seu interior provocando períodos de retirada mais longos por se iniciarem em temperaturas mais elevada de gás comprimido, aumentando assim o volume de gás utilizável de trabalho, como mostrado no gráfico da Figura 77. Porque o gás começa sua descompressão a uma temperatura mais elevada, em anos mais recentes, mais do volume de caverna pode ser utilizado antes de se atingir a temperatura limite do equipamento associado e da sapata de revestimento final cimentada, associada com a descompressão do gás.

Concretizações de armazenamento de gás (1T das Figuras 75, 76 e 80-83) da presente invenção, aumentam o período de retirada e o volume de gás de trabalho utilizável dentro de uma caverna fria por meio do deslocamento de gás comprimido com salmoura de um modo semelhante ao método convencional de recuperação de líquido armazenado no subsolo. Isso explica-se pela equação do gás ideal [(Pl * VI) / T1 = (P2 * V2) / T2 relação, que indica que a recuperação, a uma pressão e volume relativamente constantes resulta em temperatura relativamente constante de retirada. Daí os limites de temperatura do equipamento associado e a sapata de revestimento demoram mais a serem atingidos, dependendo da taxa de enchimento de salmoura e da taxa de extração de gás, e o volume do gás de trabalho utilizável aumenta nos primeiros anos, quando as cavernas estão frias.

Nos casos em que os volumes não podem ser mantidos pela injeção salmoura durante a extração de gás do armazenamento e os efeitos de resfriamento pela expansão do gás estejam presentes, períodos de retirada são, ainda assim, aumentados, e aumentam o volume de gás utilizável de trabalho.

A Figura 78 mostra uma representação gráfica exemplar do conceito convencional de utilização do volume de trabalho durante ciclos de demanda curto (161) e mais longos (162), com o eixo vertical que mostra percentagens crescentes de utilização de baixo para cima, e o eixo horizontal exibe um número crescente de semanas ao longo de um período anual, da esquerda para a direita. A Figura mostra que nas operações convencionais de armazenamento do presente exemplo, um nivelamento semanal, mais curto, da demanda requer cerca de 10% do volume do gás de trabalho da caverna, enquanto oscilações sazonais representam o uso total do volume de gás de trabalho.

Durante os anos iniciais de armazenamento de gás nos casos em que os depósitos de sal são relativamente rasos com baixas temperaturas associadas, especialmente depois de anos de mineração por solução e dissolução de sal, o nivelamento da demanda de curto prazo de gás requer apenas uma parte do volume de trabalho e é menos afetado pelas baixas temperaturas iniciais da caverna. No entanto, o fornecimento sazonal a longo prazo é significativamente afetado por temperaturas mais baixas da caverna porque todo o volume de trabalho é necessário, e há menos volume de trabalho disponível, como mostrado na Figura 77. Como cavernas de sal rasas têm temperaturas tipicamente mais baixas do que os mais profundos reservatórios esgotados de arenito para armazenamento de gás, a oferta e demanda convencional de gás geralmente dependem de cavernas de sal para o nivelamento dos picos de curto prazo de demanda de gás e o armazenamento de gás em reservatórios esgotados de arenito, menos afetados por limitações de temperatura, para as oscilações sazonais da demanda. j

Métodos (1T das Figuras 75, 76 e 80-81) da presente invenção podem ser utilizados para prolongar os períodos de retirada de gás, aumentando assim o volume de gás de trabalho disponível para a procura sazonal através do deslocamento de salmoura, o que pode eliminar a necessidade de custo irrecuperável da almofada de gás para resistir a fluência de sal e manter a integridade do teto e das paredes da caverna de sal. O aumento dos níveis de gás de trabalho, assim, proporcionam um meio para grandes instalações de cavernas de sal para armazenamento estanques a gás para suprir demandas sazonais, convencionalmente restritas a instalações de armazenamento em reservatórios esgotados de arenito menos do que estanques a gás, em que a integridade da estanqueidade ao gás da tampa de rocha e pontos de fuga não pode ser testada.

Referindo-se agora à caverna e ao poço convencional do lado esquerdo da Figura 80 e da Figura 79, as figuras mostram o método de realização convencional (CM4) da Figura 79 utilizado depois de, por exemplo, o método (CM3) de mineração por solução (1) convencional, da Figura 80.

Alternativamente, a configuração convencional (CM3 da Figura 80) pode ser utilizada tanto para a mineração por solução quanto para a operação convencional de armazenamento de líquido, com práticas de deslocamento de salmoura semelhantes às da Figura 74.

Em poços convencionais de armazenamento de líquidos, semelhante ao das Figuras 74 e 80, onde os produtos armazenados não representam um risco significativo de escape por evaporação ou expansão (por exemplo, petróleo bruto ou diesel), em geral, uma válvula subterrânea (74 da Figura 79) não está presente e ijma coluna de desaguamento (2 da Figura 74 ou Figura 80 poço do lado esquerdo) continua a ser colocado através do revestimento de produção (2A da Figura 74, Figura 80 poço do lado esquerdo), com o produto injetado ou extraído indiretamente através da passagem entre a coluna de desaguamento e o revestimento de produção, e a salmoura extraída ou injetada através da coluna de desaguamento. Produtos líquidos armazenados geralmente deslocam salmoura do espaço entre as paredes da caverna (IA), durante o armazenamento ou podem ser recuperados do armazenamento pela injeção direta de salmoura de um tanque ou de local de armazenamento, através da coluna de desaguamento, para flutuar o produto de menor gravidade específica para fora da caverna, como mostrado na Figura 74.

A Figura 79 mostra uma vista esquemática de fatia da secção transversal em projeção vertical através das camadas subterrâneas do método convencional de completação (CM4) para operar uma caverna de sal de armazenamento de gás. A Figura mostra uma coluna de desaguamento (2), como uma linha tracejada colocada através de uma válvula de segurança do subsolo (74).

As colunas de lixiviação em livre suspensão (2, 2A da Figura 80 poço do lado esquerdo) foram removidas e uma completação, que compreende a produção de revestimento (2), que pode ser acoplado com um obstruidor de produção (40) , também acoplado ao revestimento cimentado final (3), é fixado na sua extremidade superior a uma cabeça de poço (7) e árvore de válvula (10A) com válvulas de superfície (64), para controlar a injeção e de extração de fluidos, que tenham sido instalados.

Nos j casos de armazenamento de fluido expansível ou volátil, por exemplo, o armazenamento de gás comprimido, uma válvula à prova de falha fechada subterrânea (74) pode ser geralmente colocada no revestimento de produção (2), através do qual uma coluna de desaguamento (138 mostrada como uma linha tracejada linha) é colocada. Fluidos expansíveis ou voláteis podem então ser utilizados para deslocar salmoura da caverna com injeção indireta (31) através da passagem, entre o desaguamento (138) e o revestimento de produção (2), capturando a salmoura, expulsa (34) da caverna, através da coluna de desaguamento (138), após o que a coluna de desaguamento (138) deve ser removida ou descartada para fora do poço em uma operação de risco relativamente elevado, em que o pessoal está em estreita proximidade com as barreiras pressurizadas, para permitir que a válvula de segurança à prova de falha (74) funcione.

Se a caverna está fria, por exemplo, após a mineração de solução, os volumes de gás de trabalho irão aumentar à medida que a transferência térmica aquece a caverna subterrânea, como se descreve na Figura 77. A prática convencional normalmente não coloca salmoura de volta na caverna, deixando-a secar para evitar as operações de alto risco alto de decapagem e descarte, necessárias para a remoção de uma coluna de desaguamento do outro lado da válvula de segurança de subsolo. Completações convencionais de dutos duplos, tais como as mostradas na Figura 81 podem ser, no entanto, utilizadas para fornecer uma coluna de desaguamento com uma válvula de segurança de subsolo.

Os métodos convencionais (CM3 da Figura 80 e CM4) para a construção de cavernas de sal e inicialização de armazenamento subterrâneo de gás ou liquido volátil são intensivos em trabalho e potencialmente perigosos, e demoram longos anos para se completar antes de se perceber um retorno sobre o investimento. Além disso, a prática convencional requer um volume significativo de gás comprimido de reserva, o que representa um custo irrecuperável, que deve ser deixado na caverna para resistir à fluência sal e degradação das paredes e teto da caverna.

A Figura 80 mostra uma vista esquemática de uma fatia da secção transversal em projeção vertical através de estratos subterrâneos de uma concretização do método (1T) para a operação de uma caverna de armazenamento com um reservatório subterrâneo de salmoura. A Figura mostra um poço convencionalmente construído (CM3) do lado esquerdo que pode ser usado para a mineração por solução e/ou de armazenamento de líquido e que é acoplável ao poço do lado direito (CS4) com aparelhos (21, 23, 23F, 70, 70R) e métodos (C03), do inventor da presente invenção, que podem ser utilizados para a desaguamento e acesso seletivo ao armazenamento de líquido e/ou gás, para substituir o arranjo convencional de armazenamento de gás da Figura 79, por exemplo, durante operações combinadas de mineração por solução (1) e de armazenamento (IS). As poços podem ser formados com os guias (14), revestimentos intermediários (15), e os revestimentos cimentados finais (3) selados com uma chaminé de caverna, com uma sapata de revestimento (16), abaixo da qual uma passagem por estratos (17) é furada e colunas (2, 2A) são colocadas para as operações de mineração por solução.

No método convencional de mineração por solução (1) do poço do lado esquerdo (CM3), uma coluna interna em j suspensão livre (2) é colocada dentro de uma coluna externa em suspensão livre (2A), que pode ser ajustada pelo uso de uma instalação de grande capacidade de içamento durante o processo para reposicionar o ponto em que a água fresca entra na região de mineração por solução de um depósito de sal (5), e/ou para fornecer medições de sonar melhoradas que são possíveis através dos revestimentos (2, 2A) . Uma almofada sal inerte de nitrogênio ou diesel é geralmente deslocada entre o revestimento final cimentado (3) e a coluna externa de lixiviação (2A) para controlar a interface de substancialmente água (117) e para proteger a sapata (16) de revestimento (3) final cimentado.

Aparelhos (21, 23, 23F, 70, 70R) e métodos (C03) exemplares da presente invenção no poço do lado direito (CS4) proporcionam . acesso através de pontes (21, 23) na extremidade inferior das colunas interna (2) e externa (2A) para acessar diversas regiões, dentro do volume da caverna intermediária (147), utilizados em operações combinadas de mineração por solução (1) e de armazenamento (IS) e para as paredes finais (1A) da caverna.

Os poços do lado direito (CS4) ou esquerdo (CM3) podem ser usados como um reservatório de salmoura (159) ou uma caverna de armazenamento subterrâneo (158), no âmbito do método (1T) para reservatórios de salmoura e armazenamento (158, 159) .

Mineração por solução e geração de salmoura (1) podem ser utilizadas com água potável, água de tanque, água de vala, água do mar, e/ou outras formas de água injetadas, em geral, denominadas de água fresca por terem um nível de salinidade insaturado em comparação com a salmoura saturada de sal produzida. A água pode jser injetada através da passagem mais interna (25) ou na passagem concêntrica intermediária (24), entre as colunas de dutos em suspensão livre interna (2) e externa (2A), ou vice-versa, usando a circulação direta ou indireta com a reserva. A almofada compreende geralmente diesel ou nitrogênio. Então, a água pode ser forçada para dentro de uma passagem intermediária adicional concêntrica (24A), entre a coluna de dutos externa (2A) e o revestimento cimentado final (3), para o poço do lado esquerdo (CM3), ou a água pode ser forçada através de uma passagem (24, 25) do poço do lado direito (CS4) e deixada a flutuar até a sapata de revestimento cimentada final, para controlar a interface de água (117), em que um espaço inicial minado por solução pode ser formada para estratos insolúveis caírem através um fluido de substancialmente água para o chão da caverna (1E).

Geralmente, cavernas são minadas por solução (1) de baixo para cima por um espaço de mineração (IB) com uma interface de água (117). Em seguida, a interface de água (117) pode ser elevada, repetidamente, para criar espaços volumétricos crescentes (1C e ID) com estratos insolúveis em água que caem através dos fluidos e elevam (1E, 1F, 1G) do chão da caverna, enquanto continuamente se injeta (31) a água fresca e se extrai (34) salmoura saturada ou praticamente saturada de sal, dependente do tempo de residência, pressão, volume e condições de temperatura do processo de dissolução do sal.

O método (C03) pode ser utilizado para realizar simultaneamente as operações de armazenamento e mineração por solução (IS), primeiro ao formar um espaço inicial dentro das paredes da caverna (1B, 1C, 147) com circulação direta de jágua fresca através da passagem mais interna (25), e com salmoura saturada de sal devolvido através da passagem concêntrica (24), utilizando a interface mais baixa da água (117) acima da extremidade inferior da coluna externa (2A). Alternativamente e, indiretamente, a salmoura pode ser devolvido a partir da passagem concêntrica (24) para a passagem mais interna (25), utilizando a ponte de barrilete (23) desviador de fluxo (21), em profundidades escolhidas, correspondendo a várias interfaces fluidas (117), tempo durante o qual uma almofada de fluido sal inerte pode ser periodicamente injetada através de uma das passagens (24, 24A, 25) e capturada sob a sapata de revestimento (16). Diversas formas de volumes iniciais da caverna podem ser formadas com a circulação direta ou indireta e o ajuste da almofada de fluido sal inerte que controla a interface água seletivamente mudada utilizando uma ponte de barrilete (23) e desviador de fluxo (21), para o poço do lado direito (CS4), ou a passagem adicional concêntrica (24A) para o poço do lado esquerdo (CM3), para formar um volume (147) com menor diâmetro efetivo e volume do que a parede final da caverna (1A), para operações simultâneas de armazenamento e mineração por solução (IS) .

Diversas formas iniciais de cavernas (147) podem ser formadas por meio do controle do tempo de residência da água contra o telhado, os lados e o fundo de uma caverna nas diferentes taxas de dissolução de sais para produzir simultaneamente salmoura de uma caverna reservatório de salmoura (159), enquanto fluidamente deslocando e operando uma caverna de armazenamento subterrâneo (158) com salmoura menos do que completamente saturada, se o diâmetro máximo efetivo das paredes da caverna (1A) não tiver sido minado por solução ou salmoura totalmente saturada após atingir o diâmetro efetivo final da parede da caverna (1A).

O método (1T) pode ser usado, por exemplo, com a armazenagem de gás no interior de cavernas de sal estanque aos gases para aumentar o número giros de volumes de trabalho e para a rentabilidade do comércio de curto prazo, utilizando-se um volume de caverna intermédia (147), até atingir um volume de caverna suficiente para as quase totais oscilações sazonais de capacidade de volume de trabalho.

O poço do lado esquerdo (CM3) é utilizável, por exemplo, como um reservatório de salmoura (159), que pode ser acoplado, através de arranjo semelhante a um tubo em U, à extremidade inferior da caverna de armazenamento (158) do poço do lado direito (CS4) para operações combinadas de armazenamento (IS) e mineração por solução (1), com uma negociação de curto prazo de volume de gás no interior de uma almofada de extremidade superior, que pode ser controlada por uma válvula de ponte de barrilete (23F) acima da interface de fluido (117). Durante as operações combinados de armazenamento e de mineração por solução (IS), a água pode ser usada para deslocar volumes de negociação de gás de curto prazo com posterior deslocamento de gás produto, o que pode forçar a salmoura para fora da caverna antes de retomar a mineração por solução ou em fases posteriores. Quando o diâmetro efetivo das paredes (147) se aproximar do seu valor máximo (1A) , salmoura, do reservatório de salmoura (159), pode ser desviada através do arranjo semelhante a um tubo em U para a extremidade inferior da caverna de armazenamento subterrâneo (158) para assistir por pressão a extração de curto prazo e volumes de negociação sazonais de gás de longo prazo. ;

O método de construção bem (CS4), com ponte de barrilete (23F) e desviadores de fluxo (21), pode ser útil, por exemplo, para realizar tanto a mineração por solução e as operações de armazenamento (IS) sem a intervenção da plataforma, o que é geralmente necessário para ajustar a cadeia de lixiviação externa (2A) de poços convencionais (CM3) ou para fornecer um arranjo coluna de desaguamento com válvula de poço duplo (CM5 da Figura 81) . Um volume menor de caverna, formada por primeiro minando por solução axialmente para cima uma caverna de diâmetro menor, a taxa de dissolução mais rápida do teto da caverna, pode ser usada para formar um volume de almofada de armazenamento (147). Depois disso, a interface de água pode ser reduzida por meio do volume de produto armazenado durante, por exemplo, o fim de semana, período menor utilização de gás, o que desloca a salmoura. Em seguida, o produto armazenado pode ser liberado durante picos de procura diária, quando água fresca é injetada para minar por solução as paredes das cavernas para um diâmetro maior, de baixo para cima, e em que a extração do produto almofada armazenado e pressões associadas são auxiliados por injeção de água fresca.

A Figura 81 mostra uma vista esquemática de uma fatia de secção transversal em projeção vertical através de estratos subterrâneos de uma concretização do método (1T) , com arranjos convencionais de colunas de válvulas de poço duplo (CM5) utilizadas para a operação de uma caverna de armazenamento (158) com salmoura de um reservatório subterrâneo de salmoura (159). A Figura ilustra os espaços menores da almofada de armazenamento da caverna (147), correspondentes a diâmetros crescentes, que são inferiores ao diâmetro máximo efetivo para j a estabilidade caverna, minada por solução (1) em primeiro lugar com a finalidade de operações simultâneas de armazenamento (IS), e com pressão de trabalho (WP) utilizada para controlar seletivamente as interfaces de substancialmente de água (117), durante o alargamento das paredes da caverna (1B, 1C, 1D) . Vários métodos para a definição da forma de uma caverna podem ser utilizados, incluindo, por exemplo, métodos de construção de paredes conceitualmente verticais (C07) ou métodos de construção de paredes inclinadas para dentro da caverna (C06), que proporcionam mais apoio ao teto e permitem uma pressão mínima mais baixa na caverna.

Qualquer das duas cavernas pode ser usada como uma caverna de armazenamento (158). A outra caverna pode ser usada como um reservatório de salmoura (159) para a mineração por solução com água fornecida através de um duto de alimentação (156) e as válvulas (64) de uma árvore de válvula (10). A salmoura pode ser expelida através de uma duto de eliminação (153A) , ou de um duto de transferência (153), que formam um arranjo transferência de salmoura, semelhante a um tubo em U, entre as extremidades inferiores das cavernas, com fornecimento de produto através de um duto de alimentação (154) ou tubulação para formar uma almofada na extremidade superior que pode proteger o revestimento cimentado final (3) da sapata (16). O escape da almofada da extremidade superior pode ser controlado por válvulas de segurança de subsuperfície (74).

Referindo-se agora às Figuras 82 a 83, diversas vistas em planta esquemática de concretizações (157) de cavernas de armazenamento subterrâneo (158) e do reservatório subterrâneo salmoura (159) em arranjos utilizáveis com métodos de j operação de reservatório de salmoura e armazenamento (1T) e operações combinadas de mineração por solução e armazenamento (IS) , que mostram configurações de cavernas utilizáveis para fornecer pilastras apoio de depósito de sal, de acordo com o produto armazenado e as variações de pressão de trabalho com zonas de exclusão da caverna (1Z).

A prática convencional é espaçar as cavernas, que são extraídas pelo seu sal, o mais próximas possível, e potencialmente utilizar essas cavernas para descarte de resíduos sólidos, para remover requisitos de pressurização. Cavernas em estreita proximidade são estáveis porque a pressão hidrostática de uma coluna de sal saturado é, em geral, pelo menos, igual à pressão de sobrecarga de estratos que atuam para deformar plasticamente o depósito do sal. Pressão adicional aplicada através da árvore de válvula e da cabeça do poço pode pressionar ainda mais a caverna e evitar a degradação das paredes e teto das cavernas.

A integridade de pressão de uma caverna geralmente depende do fluido a ser contido, com integridade da pressão de líquidos, geralmente maior do que, por exemplo, a integridade da estanqueidade aos gases dentro da mesma caverna, devido às propriedades de capilaridade e coesão de líquido maiores do que as dos gases que tentam escapar pelos micro anéis e espaços porosos ou permeáveis dos estratos.

Reservatórios de salmoura (159), que fazem uso de uma almofada de líquido na extremidade superior com água e salmoura abaixo de sua interface de substancialmente água, podem ser colocados em proximidade mais estreita do que, por exemplo, cavernas de armazenamento subterrâneos (158) 10 de produtos gasosos, visto que pressão mais elevada é sustentável dentro de uma caverna de armazenamento de líquidos do que em uma caverna de armazenamento gasoso, para manter a estabilidade da caverna.

Os métodos (1S, 1T) da presente invenção podem ser 15 utilizados para operar uma caverna de armazenamento (158) com salmoura em estreita proximidade de reservatórios de armazenagem salmoura líquida (159), acoplado com o produto armazenado (154), e dutos de transferência de salmoura (153) para cavernas de armazenamento (158) em arranjos com 20 maiores zonas de exclusão das cavernas (1Z) e associadas com mais pilas tras de apoio entre as paredes (1A) sobrecarregadas da caverna de depósito de sal.

Arranjos de diversas configurações e orientação podem ser utilizados com os arranjos descritos que mostram 25 reservatórios de armazenamento centralizado de salmoura líquida (159), acoplados a um duto (154) ou tubulação de alimentação, e também acoplado com diversos outros reservatórios de salmoura (159) ou cavernas de armazenamento subterrâneo (158) que necessitam de maiores 30 zonas de exclusão (1Z) para os pilastras de apoio do depósito de sal, com dutos de alimentação (154) e transferência (153).

Os dutos de alimentação de água e eliminação de salmoura podem ser colocados centralmente ou individualmente para cada uma das cavernas, por exemplo, num ambiente oceânico em que existem de plataformas marítimas acima das cavernas, com água capturada e salmoura eliminada para o oceano durante a mineração por solução.

O acesso oceânico a plataformas marítimas é por meio de tubulações (153, 154) para cada plataforma e/ou o acesso j à carga e descarga de navio com, por exemplo, petróleo bruto de dentro de um reservatório com salmoura (159) ou caverna de armazenamento (158).

Como demonstrado nas Figuras 7 5-7 6 e 80 a 83, concretizações da presente invenção proporcionam sistemas e métodos para operações combinadas ou simultâneas de armazenamento e de mineração por solução que podem ser utilizadas em qualquer configuração ou arranjo, inclusive com diversos aparelhos e métodos que podem ser colocados em estratos subterrâneos, em terra ou alto-mar, e que podem ser acoplados com os dutos que transportam os produtos a serem armazenados, a água para a dissolução de sal, ou salmoura para deslocar seletivamente o produto armazenado dentro de outra caverna ou a almofada entre a sapata de revestimento cimentado final, e uma interface de substancialmente água. Estes sistemas e métodos podem ser ainda utilizados para formar um salmoura reservatório de salmoura e armazenamento subterrâneo com a dissolução de sal, em que duas ou mais colunas que possuem uma pluralidade de passagens e uma árvore de válvula pode ser usada para seletivamente operar ou formar um ou mais reservatórios de armazenamento subterrâneos de salmoura, com fluidos de almofada sal inertes e água para a operação associada de uma ou mais cavernas de sal de armazenamento subterrâneo, pela comunicação seletiva de fluidos entre as cavernas com equalização de bombeamento, compressão, e/ou 5 de pressão.

Embora várias concretizações da presente invenção tenham sido descritas com ênfase, deve ser entendido que dentro do âmbito das reivindicações anexas, a presente invenção pode ser praticada alpm do especificamente 10 descrito nesta pedido.

Claims (30)

1. Aparelho (23, 23C, 23F, 231, 23S, 23T, 23V, 23Z, 128) para formar no mínimo uma cadeia de coletores utilizável com uma extremidade superior para subterraneamente controlar uma pluralidade de correntes de fluxo de fluido dentro de ou entre uma mistura de um ou mais reservatórios durante uma pluralidade de operações de reservatórios, compreendendo, pelo menos, um coletor intermediário de cruzamento (23) ou uma passagem radial do fluido do reservatório (75) disposta entre uma extremidade superior de uma pluralidade de condutos (2, 2a, 2B, 2C, 2D, 39) e uma extremidade inferior da pluralidade de condutos para formar barreiras de pressão de condutos estacionárias que estão dispostas dentro de uma barreira invólucro e uma passagem circundante invólucro associada através do estrato subterrâneo, onde: a dita passagem circundante invólucro associada é excluída de um reservatório de fluido por uma extremidade inferior isolante, assim formando a dita pelo menos uma cadeia de coletores e uma pluralidade de barreiras de pressão de condutos estacionárias associada ao reservatório de fluido entre uma extremidade superior coletor de cabeça de poço e a dita extremidade inferior isolante, e os reservatórios de fluidos serem fluíveis através de uma passagem interna (25) da dita pluralidade de condutos e pelo menos uma passagem intermediária concêntrica circundante dita passagem interna, de e para, pelo menos um dispositivo de controle de fluido (61, 128), caracterizado por: pelo menos um dispositivo de controle de fluido ser posicionável ao longo da e seletivamente disposto através da, e removível através da dita passagem interna para subterraneamente cruzar sobre a dita pluralidade de correntes de fluxos da mistura de fluidos radialmente para dentro ou para fora através da dita passagem radial do fluido do reservatório, onde o dito cruzamento sobre a dita pluralidade de correntes de fluxos da mistura de fluidos ocorrer entre pelo menos duas das ditas passagem interna, a dita pelo menos uma intermediária concêntrica passagem e uma passagem circundante (24, 24A, 24B, 24X, 24Y, 24Z, 55), para, em uso, seletivamente controla e acessar pelo menos uma porção de uma corrente de fluxo da mistura de fluidos de pelo menos um dos ditos reservatórios, onde a pluralidade de correntes de fluxos da mistura de fluidos serem comunicáveis de e para as regiões de reservatório proximais durante a dita pluralidade de operações de reservatórios.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: a dita pelo menos uma passagem intermediária concêntrica estar fluidamente separada circunferencialmente para formar uma primeira passagem intermediária circunferencialmente axialmente disposta e pelo menos uma segunda circunferencialmente disposta pluaralidade de passagens axiais intermediárias (24A, 24B, 24X, 24Y, 24Z), associada com uma primeira passagem radial e pelo menos uma das segundas passagens radiais, onde pelo menos um dispositivo de controle de fluido é posicionado através da dita primeira passagem intermediária circunferencialmente axialmente disposta e pelo menos uma das ditas segundas passagens radiais, onde pelo menos um dispositivo de controle de fluido é posicionado através da primeira passagem intermediária circunferencialmente axialmente disposta e pelo menos uma das ditas segundas passagens radiais, para pelo menos parcialmente bloquear a comunicação de fluido entre uma extremidade superior do dito pelo menos um coletor intermediário de cruzamento e uma extremidade inferior do dito pelo menos um coletor intermediário de cruzamento e desviar fluido através da dita passagem radial e da dita pelo menos uma das segundas passagens radiais, onde pelo menos um dispositivo de controle de fluido causa o fluxo da dita mistura de correntes para o cruzamento entre a dita passagem interna e a dita pelo uma passagem intermediária concêntrica.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado ainda por: compreender válvulas envolvidas para as extremidades da passagem interna (25) para controlar seletivamente o fluido da mistura de correntes de fluxo comunicado através da dita passagem interna, formando assim um conjunto de válvula de cruzamento controlado.

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado ainda por: compreender pelo menos uma cadeia adicional (2B, 2C, 2D, 39) posicionada por meio fluídica e separada da dita pelo menos uma passagem intermediária concêntrica, onde a dita primeira ou pelo menos uma das segundas passagens radiais se comunica hidraulicamente com a dita passagem interna e com a dita pelo menos uma cadeia adicional.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda por: compreender uma junção de câmara (43) comunica com a dita passagem interna através das ditas primeira e pelo menos uma das segundas passagens radiais através de um primeiro orifício de saída do conduto (39) e pelo menos um segundo orifício de saída do conduto (39), respectivamente, onde pelo menos uma passagem radial adicional se comunica hidraulicamente com a saída do primeiro orifício de derivação e a dita pelo menos uma passagem intermediária concêntrica, e onde um furo seletor (47) é utilizável seletivamente para comunicar o dito dispositivo de controle de fluido através da dita passagem interna.

6. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda por: uma passagem mais interna da primeira saída do furo do conduto estar alinhada com um eixo de junção da câmara, a dita primeira pluralidade de condutos se estender em volta da primeira saída do furo do conduto, e pelo menos um outro orifício de saída do conduto, onde a dita primeira pluralidade de condutos está fluidamente separada da dita pelo menos uma passagem intermediária concêntrica (24) para permitir a comunicação de fluido com uma diferente passagem intermediária ou a dita passagem circundante, e onde o dito furo de seleção ou o dito pelo menos um dispositivo de controle de fluxo poder ser usado para controlar seletivamente a comunicação de fluido através das ditas primeira e pelo menos uma das segundas passagens radiais.

7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado ainda por: compreender pelo menos uma passagem radial adicional em comunicação de fluido entre a dita passagem mais interna da primeira saída furo do conduto e da dita pelo menos uma passagem intermediária concêntrica, onde o dito pelo menos um dispositivo de controle de fluxo poder ser usado para controlar seletivamente a comunicação de fluido através do dito pelo menos uma adicional passagem radial.

8. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda por: as ditas primeira e pelo menos uma das segundas passagens radiais compreenderem uma primeira passagem radial formado por um gancho envolvido do furo ou orifício seletor alinhado axialmente à dita passagem interna e, pelo menos, uma segunda passagem radial fluidamente separada pelo dito gancho envolvido do furo ou orifício seletor da dita primeira via de passagem radial, onde a dita, pelo menos uma segunda passagem radial compreender um conduto de passagem e fluidamente separado a partir da dita pelo menos uma passagem intermediária concêntrica (24), onde o dito seletor de gancho ou furo é transmitida através da dita passagem interna e é utilizável para controlar seletivamente a comunicação de fluido através das ditas primeira e pelo menos uma das segundas passagens radiais.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: um dispositivo de controle de fluido do orifício de pistão (128) através da dita passagem interna e e colocável de modo removível usar pressão diferencial aplicada a uma face do êmbolo axialmente para cima ou para baixo, alinhada axialmente, em que os cabos ou condutas são aceitáveis através de pelo menos um orifício do dito dispositivo de controle de fluido do orifício de pistão enquanto utiliza o dito êmbolo enfrenta para desviar pelo menos uma porção da dita pluralidade de fluido da mistura das ditas correntes de fluxo de uma passagem diferente da passagem interna.

10. Método (CS1-CS8) de formação do aparelho da reivindicação 1, compreendendo os passos de: fornecer pelo menos uma cadeia de coletor (70, 76) dentro de pelo menos um reservatório, onde a dita pelo menos uma cadeia de coletores compreendendo pelo menos um conduto de cruzamento ou uma passagem radial de um reservatório de fluidos entre uma extremidade superior de uma pluralidade de condutos (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 39) e uma extremidade inferior de uma pluralidade de condutos para formar a pluralidade de barreiras de pressão de condutos estacionárias para que um reservatório de fluidos concêntrico flua através da pelo menos uma passagem intermediária concêntrica (24, 24A, 24B, 24X, 24Y, 24Z) que está disposta entre a passagem invólucro e uma passagem interna (25) que conduz ao acesso para uma ou mais regiões proximais de um ou mais reservatórios, onde a dita passagem invólucro está isolada do fluxo do reservatório em uma extremidade inferior; posicionar ao longo das ditas passagens internas pelo menos um dispositivo de controle de fluidos, caracterizado por: o dito pelo menos um dispositivo de controle de fluido é seletivamente colocável e removível através de uma das ditas passagens internas para fluidamente separar ou acessar o dito pelo menos um cruzamento de coletor ou passagem radial do reservatório de fluidos; circular ou desviar uma pluralidade de correntes de fluxos da mistura de fluidos, radialmente para dentro e para fora da dita pelo menos uma passagem intermediária concêntrica ou passagem circundante, dita passagem interna, através de pelo menos uma passagem radial, quando efetuando a dita pluralidade de operações de reservatórios para acessar um reservatório de fluidos.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por: utilizar válvulas que exercem da dita passagem interna do dito pelo menos um tubo de distribuição de cruzamento ou passagem radial do reservatório de fluidos para seletivamente controlar a comunicação de fluidos pressurizados através das ditas passagens internas e das ditas pelo menos uma passagem intermediária concêntrica.

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por: usar pelo menos um dispositivo de controle de fluido comunicado através da dita passagem interna e envolvido dentro do dito coletor de cadeia, para controlar seletivamente a comunicação de fluido ao desviar pelo menos uma porção das ditas correntes de fluxo de fluido da mistura.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por: proporcionar um dispositivo de controle de fluido de pistão de orifício colocável de modo removível usando pressão diferencial e aplicada axialmente para cima ou para superfícies axialmente para baixo da mesma e a colocação de cabos ou condutos através do dito pistão de orifício de fluxo, enquanto dispositivo de controle de desvio de, pelo menos, uma parte dos ditos fluxos da mistura de fluido de fluxo para a passagem para além da passagem interna.

14. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por: a comunicação de fluido controlar seletivamente da misturas de fluidos de gases, líquidos, sólidos ou suas combinações, entre o dito único furo principal e uma região proximal do dito um ou mais poços para o excesso de equilíbrio de equilíbrio, ou sub-pressões balança hidrostática exercida sobre a dita região proximal durante a dita comunicação de fluido.

15. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por: proporcionar um ou mais condutos de conectores adicionais para operativamente cooperar com a dita pluralidade de barreiras de pressão, em que os ditos condutos de ligação adicionais estão dispostos concentricamente ou radialmente dentro de uma conduta de pressão secundária rolamento.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por: ligar fluidamente ditos uma ou mais condutos de conectores adicionais para a dita pressão exercida sobre a dita pluralidade de barreiras de pressão com compensação de pressão ou de alívio de pressão a um reservatório de pressão de absorção.

17. Método (IS, IT, 157, C01-C07) para a utilização do aparelho da reivindicação 1, compreendendo: fornecer uma pluralidade de conduítes dispostos através de uma barreira de revestimento circundante e passagem de revestimento através de estratos subterrâneos para acessar uma ou mais regiões proximais de um ou mais reservatórios, caracterizado por: uma extremidade inferior da referida pluralidade de conduítes forma uma pluralidade de barreiras de pressão de conduíte estacionárias para fluxo de reservatório concêntrico através de pelo menos uma passagem intermediária concêntrica disposta em torno de uma passagem interna; e efetuar uma pluralidade de operações de reservatórios para acessar o reservatório de fluidos pelo cruzamento sobre e desvio, através de pelo menos uma passagem radial do reservatório de fluidos, da pluralidade de fluidos da mistura de fluxos de pelo menos uma das ditas passagens para pelo menos outra das ditas passagens dispostas radialmente para dentro ou para fora assim usando um dispositivo de controle de fluido posicionável ao longo e seletivamente colocável e removível através da dita passagem interna para em uso, seletivamente acessar e comunicar a pluralidade de correntes de fluxo da mistura de fluidos para a ou da dita uma ou mais proximais regiões de um ou mais reservatórios durante a dita pluralidade de operações de reservatório.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por: efetuar cruzamento sobre ou desviar através da dita pelo menos uma passagem radial, de pelo menos uma porção da pluralidade de correntes de fluxos da mistura de fluidos, de um tubo de distribuição de cruzamento, de uma cadeia de coletores, uma passagem radial através do um reservatório de um arranjo de coletores de cruzamento em tubo em u, ou de uma combinação destes.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por: o acesso à comunicação seletivamente de fluidos entre o dito um ou mais reservatórios compreender a separação de fluidos de diferentes gravidade específica, seletivamente acessível e comunicável a duas ou mais profundidades, usando os ditos dispositivos de controle de fluido.

20. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado ainda por: a etapa de engatar e operar uma ou mais cabeças de poço, árvores de válvulas, bombas, coletores de superfície ou combinações dos mesmos, em comunicação com o referido coletor de cabeça de poço.

21. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por: o passo de seletivamente usar os ditos dispositivos de controle de fluido para fornecimento de água a duas ou mais profundidades para a dita pelo menos uma região proximal de um depósito de sal para formar substancialmente um hidrocarboneto ou água, salmoura e reservatório de armazenamento (158, 159) com o sal de espaço almofada inerte ou armazenar fluido acima de uma interface de substancialmente de água (117) ou líquido (117 A) utilizável para controlar a dissolução de sal, as operações de hidrocarboneto, as operações de mineração de solução (1), ou suas combinações (IS).

22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado ainda por: comunicar seletivamente as misturas de fluido entre a dita uma ou mais cabeças de poço e a dita pelo menos uma região proximal e seletivamente a comunicação de fluidos para a e a partir da dita pelo menos uma região proximal usando os ditos dispositivos de controle de fluido a duas ou mais profundidades, entre ou por baixo da dita substancialmente água ou uma interface de fluido transportar fluidos armazenados ou salmoura para ou a partir de pelo menos dois reservatórios de armazenamento de água salgada e (158, 159).

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por: seletivamente usar os ditos dispositivos de controle de fluido para o fornecimento de água ao dito substancialmente água ou uma interface de fluido a duas ou mais profundidades para deslocar a salmoura a uma extremidade inferior de um primeiro e reservatório de armazenamento de salmoura (158, 159) através de um arranjo de conduta de tubo em U de, pelo menos, um segundo reservatório de armazenamento de salmoura para gerar com a dissolução de sal na salmoura, os ditos primeiro e reservatório de armazenamento para minimizar a dissolução de sal na dita pelo menos uma segunda e salmoura reservatório de armazenamento (158, 159) durante as operações.

24. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por: o passo de seletivamente usar os ditos dispositivos de controle de fluido para proporcionar o sal de fluidos inertes ou armazenados de diferentes gravidades específicas a duas ou mais profundidades para formar uma pluralidade de interfaces de fluido que compreendem espaços de almofada para as operações de armazenamento por baixo de uma sapata de revestimento final, cimentada e substancialmente acima da água ou fluido interface.

25. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado ainda por: controlar seletivamente a dita comunicação de fluido entre a dita coletor de cabeça de poço e a dita pelo menos uma região proximal a duas ou mais profundidades usando os ditos dispositivos de controle de fluido for controlar a comunicação de fluido dos ditos fluidos de sal inertes ou armazenadas, armazenadas e recuperadas a partir da dita almofada de armazenamento de espaço fluido, para afetar a pressões de trabalho associados, volumes e as temperaturas dos fluidos armazenados e recuperados a partir da dita salmoura e reservatório de armazenamento (158, 159).

26. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado ainda por: o controle seletivo de uma forma paredes da caverna usar os ditos dispositivos de controle de fluido a duas ou mais profundidades para controlar a dissolução sal da dita salmoura e reservatório de armazenamento (158, 159), controlando dito substancialmente água ou uma interface de fluido para controlar o volume de armazenamento de trabalho, as taxas de extração da solução de sal, as taxas de fluência, ou suas combinações, até atingir um diâmetro máximo de estabilidade eficaz caverna de sal.

27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado ainda por: o sal de armazenamento de fluido inerte dentro das paredes da caverna entre as profundidades subterrâneas onde os ditos paredes das cavernas ter atingido o máximo diâmetro eficaz para a estabilidade caverna de sal e seletivamente acessar e comunicar o dito fluido de sal inerte a duas ou mais profundidades usando os ditos dispositivos de controle de fluido.

28. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado ainda por: separar e providenciar um ou mais reservatórios para fornecer suporte pilar de sal correspondente com a pressão de fluidos armazenados nos ditos um ou mais reservatórios e diâmetros efetivos dos ditos reservatórios de armazenamento de água salgada e (158, 159) e seletivamente acessar e comunicar os ditos fluidos a duas ou mais profundidades usando os ditos dispositivos de controle de fluido.

29. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado ainda por: controlar seletivamente a comunicação de fluido pressurizado entre a dita coletor de cabeça de poço e a dita pelo menos uma região proximal para operações de hidrocarbonetos, das operações de mineração de solução, ou suas combinações, inclui o uso de água e capacidade de absorção de solução salina de um oceano e o uso dos ditos dispositivos de controle de fluidos a duas ou mais profundidades.

30. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado ainda por: controlar seletivamente a comunicação de fluido entre a dita coletor de cabeça de poço e a dita pelo menos uma região proximal compreende a utilização da capacidade de comunicação de fluido de navios, condutos ou um oceano para operar nos ditos reservatórios de salmoura e de armazenamento (158, 159).

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