CN102906365B - 压力控制的钻井结构和操作***及可用于碳氢化合物作业、储存和溶液开采的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在管道柱和穿过形成地下管汇柱的钻井之间流体交流的设备和方法，可用于容纳压力的碳氢化合物作业、储存和溶液开采。同轴管道使得能够穿过最内部通道与一个或多个地下区域的进行流体交流，可用于交流流体和可与管汇的容器接合的装置。管汇柱的壁和/或选择性放置的流体控制装置将流体混合物流动流从一个通道转向另一个向内或向外径向设置的通道，以选择性控制加压的流体交流，从而形成多个压力屏障。压力屏障可用于选择***流流体混合物至储层，且从储层选择***流流体混合物，所述储层用于碳氢化合物作业、溶液开采和/或在这样的作业过程中的储存缓冲物空间的控制。

Description

压力控制的钻井结构和操作***及可用于碳氢化合物作业、储存和溶液开采的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求以下专利申请的优先权：于2011年2月28日递交的名称为“ManifoldStringforSelectivelyControllingFlowingFluidStreamsofVaryingVelocitiesinWellsfromaSingleMainBore”的专利合作条约申请；于2010年3月25日递交的具有专利申请号GB1004961.7名称为“ApparatusAndMethodsForOperatingOneOrMoreSolutionMinedStorageWellsThroughAsingleBore”的英国专利申请；于2010年6月22日递交的具有序列号12/803,283、名称为“ApparatusAndMethodsForFormingAndUsingSubterraneanSaltCaverns”的美国专利申请；于2010年6月22日递交的具有专利申请号GB1010480.0，名称为“ApparatusAndMethodsForFormingSubterraneanSaltCaverns”的英国专利申请；于2010年7月6日递交的具有序列号12/803,775，名称为“ThroughTubingCableRotarySystem”的美国专利申请；以及，于2010年7月5日递交的具有专利申请号GB1011290.2，名称为“ApparatusAndMethodsForASealingSubterraneanBoreholdAndPerformingOtherCableDownholdRotaryOperations”的英国专利申请。所有这些申请通过引用全文并入本文。

技术领域

本发明一般涉及管汇交叉部件设备和方法，可用于在建造和/或操作管汇柱时以及在碳氢化合物作业、储存和/或溶液开采过程中提供压力安全壳(pressurecontainment)和控制，具有穿过地下岩层的至少两个管道和流体分隔的通道，用于源自单个主钻孔且可延伸到一个或多个地下区域中的一个或多个基本油气井和/或基本水井或储库。

背景技术

用于在一个区域内建造多个钻井且在多个钻井上进行操作的传统方法需要与位于该区域的相关联的阀门树、井口和用于注入各钻井和/或从各钻井生产的其它装备相连接的很多钻孔和管道。用于这些多个钻井的建造、控制和操作的装备的费用可非常昂贵，这在历史上已经阻碍了石油和天然气工业中储量的开发。此外，由于各地下岩层具有它自身独特的储层特点(包括压力、温度、粘度、渗透率和为了区域内钻井的总产量通常需要特定和不同的节流压力、流速、激励机构等的其它特点)，从这些多个钻井的每一个钻井获得最佳产量可能是一个问题。

本发明的实施方式可包括提供管汇柱，具有形成具有至少一个中间通道或环形空间的多个压力屏障的多个管道，管汇柱可用于控制加压的地下流体混合物流动流，其可通过穿过地下岩层的通道内的用于可从单个主钻孔延伸的一个或多个地下钻井的管汇柱控制。该方面的重要应用包括：例如，建造和/或操作从单个表面位置开始的一个或多个地下钻井，提供在多个钻井上进行同时钻井活动和/或共同批次活动的机会，而不需要去除已建立的屏障，重新放置钻机，和/或重新建立钻井控制所需的屏障。

本发明的另外的实施方式包括一个或多个管汇交叉设备，可使用管汇柱以选择性控制最内部通道和至少一个中间同轴的或环形的通道。最内部通道可用于交流接合在管汇柱的一个或多个容器中的流动控制装置，以提供例如选择性改变控制机制和/或地下加压流体的流动路径的能力。

本发明的另一实施方式是流体能够在多个径向通道内分离，多个径向通道可穿过最内部通道内的孔***流，径向通道的转向壁位于环形或同轴通道内，以将流体流动引导到最内部通道。穿过最内部通道放置流体控制装置，用于与管汇柱接合，提供了对在管汇交叉的通道和径向向内或径向向外设置的通道(包括环绕管汇柱的通道)之间的流体混合物流动流的进一步控制，以例如使在最内部和同轴通道之间的流动能够交叉。流动的这种交叉能够使用阀门选择性控制同轴通道中的流动，该阀门可接合至最内部通道用于提供对一个或多个环形或同轴通道的选择性压力控制，同时保持穿过最内部通道接近钻井的能力。

在本发明的另一实施方式中，传统流动控制装置可穿过最内部通道运输，用于接合在管汇柱的容器或管道内，以通过使至少一部分流体混合物流动流转向选择性控制流体交流。该实施方式的实施例包括流体发动机和流体泵的放置，可与来自地下储存洞穴的气体膨胀一起使用用于驱动叶轮以在组合作业的过程中泵送和注入用于溶液开采的水。另外的实施例包括孔***塞的放置，孔***塞可与用于平衡不足的钻井的连续油管一起使用。

在相关的实施方式中，可接合在管汇柱(管汇柱容器)内的流动控制装置或多个最内部通道地下阀门可与一个或多个管汇交叉一起使用以选择性控制加压的流体，加压的流体可穿过最内部通道和/或一个或多个同轴通道交流。流动控制装置可用于例如使用更加可靠的管状可取回的阀门取代传统不可靠的环形安全阀门，或可用于例如使用穿过最内部通道放置的***安全阀门修复出故障的管状可取回的安全阀门，用于控制废弃储层或盐穴内的地下储存的同轴通道。

本发明的另一实施方式具有使全部或部分流体混合物流动流转向另一通道的能力，为了同时进行钻井建造、钻井生产和/或钻井注入作业该另一通道可为径向朝内或径向朝外设置。同时钻井建造和/或钻井作业能够更加容易地进行例如钻井的一个或多个平衡不足的盘管鱼骨侧线，同时生产钻井以降低低渗透性储层中的外皮损伤。或者同时钻井建造和/或钻井作业可进一步能够同时进行地下储存和溶液开采作业，从而去除了用于多个钻机作业和/或高风险停止作业以从气体储存洞穴拆除脱水柱的传统需求。

本发明的另一实施方式为将气体、液体和/或固体的钻井建造流体混合物放置在穿过地下岩层的通道的一区域内提供了选择性控制，同时例如在支撑剂压裂刺激、砾石充填及同时地下储存和溶液开采作业的过程中，通过超平衡或平衡不足的静水压从地下岩层去除加压的地下流体。

在又一实施方式中，本发明提供了孔***塞设备，孔***塞设备可接合至管汇交叉，且在例如平衡不足的射孔或钻井作业的过程中电缆或管道可经过该孔***塞。通过在同时钻井建造、注入作业和/或生产作业的过程中施加至活塞面上的不同压力辅助活塞的接合、放置和/或移除，包括例如使用穿过孔***塞的电缆进行机械完整性测试以测量在地下储存洞穴的最终注水泥的套管鞋下方的气体液体界面。

本发明的另一实施方式包括混合流体混合物流动流和/或使用适应的腔体接缝分离选择的流体混合物流动流的能力。来自出孔管道的流体可穿过腔体被混合，或被转向腔体的径向朝内或朝外设置的中间同轴通道。钻孔选择器可用于交流穿过最内部通道和腔体接缝的流体和/或流体控制装置，用于选择性控制单个主钻孔下方的一个或多个钻井。

本发明的另一实施方式提供了适应的腔体接缝，可在具有多个流动流的单个钻井通道内使用，其中腔体接缝出孔的最内部通道可与腔体的最内部通道及轴向上方的管道轴向对齐。至少又一个出孔管道可包含径向通道，该径向通道可与钻孔选择器、流体转向器、跨装结构或其它流动控制装置一起使用，以在最内部通道和环绕的通道或另一同轴中间通道之间流体交流。

本发明的另一实施方式包括减小长度的管汇交叉，管汇交叉具有用于从最内部通道至环绕管汇柱的通道交流的多个径向通道，或使用径向设置的小管道的径向向外的同轴通道，以便穿过一个或多个中间同轴通道的流动环绕且经小管道的圆形有效进行。在本实施方式中，减小长度的传统流动控制设备可用于选择性控制穿过与最内部通道的孔口连接的流动，以例如在盐溶解和/或储存过程中提供溶液开采新鲜水取代的逐渐轴向调整。

本发明的实施方式包括用于选择性控制可储存且从储存空间取回的流体的压力、体积和温度。这样的方法的实施例包括在气体提取过程中使用水或盐水的储存洞穴的控制压力，以降低或最小化由于取回经膨胀的压缩储存的气体造成的温度下降，从而为相关联的钻井设备提供达到最小作业温度之前的较长的撤回时间段。

本发明的其它实施方式包括用于在溶液开采过程中和/或洞穴洞穴填充的过程中选择性控制基本水界面的方法，用于储存流体的提取。这些选择性控制的方法影响洞穴壁的形状以在使用中控制工作储存体积和对于不同储存体积周转的溶液开采速率以及天然盐蠕变速率，可用于在多年间同时进行地下碳氢化合物储存和溶液开采作业，和/或用于季节性储存体积的周转。

本发明的实施方式可包括为地下盐水储层提供储存的产品缓冲物的方法，用于选择性控制工作体积，及向和从盐穴取代液体或压缩气体。盐穴与持有地下加热的盐水或产生取代盐水的盐水储层流体相联，盐水可在洞穴之间的u-管样管道、泵送和/或压缩装置中流体交流。

在相关实施方式中，本发明可提供用于去除盐气体储存洞穴沉没建造成本的方法，通过传统取代不可取回的缓冲物气体洞穴结构支撑存货用于在高需求过程中防止从盐水储层的盐水的盐蠕变，随后在较高气体可获得性的时间段内重新填充气体和取代盐水，以例如与传统废弃的可渗透的砾石储层储存相比改善建造大规模盐穴气体储存设备的经济可行性。

在其它实施方式中，本发明可提供可用于选择性利用多个特定重量分离的流体及在多个特定重量分离的流体之间流体交流的方法，多个特定重量分离的流体可设置在洞穴和地下盐水储层中。洞穴和地下盐水储层与u-管样管道、与设置在洞穴内的管汇交叉接合的泵送和/或压缩装置连接。

本发明的又一实施方式可提供用于将盐储存洞穴和盐储层划分空间的方法，用于在具有管线或船运接入及丰富的水和盐水吸收能力的海洋环境中的盐柱架(saltpillarsupport)，可用于例如使用船和/或管线利用盐水上方的储存的特定重量分离的液体产品，同时进行与气体储存洞穴的u-管流体交流，以例如在液体和气体相反需求的时间段内进行储存作业。

最后，本发明的其它实施方式提供了用于运输管线的流体缓冲的使用和/或选择性利用不同特定重量的流体的方法，用于使用或设置例如水和其它流体的清洗管线(piggingpipeline)进入储存洞穴。其中，使用来自水/盐水的储存的碳氢化合物的特定重量的洞穴分离，通过管汇交叉选择性接入流体，用于环境安全的海洋排放。

在钻井建造和作业工业中周期灾难性的钻井故障持续证明需要具有中间同轴通道的多个传统、高强度金属管道压力屏障，可用于检测与这样的压力屏障相关联的环形压力，特别是当靶向更深且不利的地质储层，和/或需要更多的气体储存来满足增加的全球碳氢化合物需求时。

通过在因其高产率而被靶向更深且更高压力的地下区域中进行这样的活动，增加了对改善的方法和设备的实际需要，该改善的方法和设备可用于在钻井建造和生产活动的过程中更加有效地容纳地下压力。此外，用于降低储层外皮损伤的平衡不足的作业的曾经增长的需求，或用于放置在城市或环境敏感区域下方或周围的大型地下气体储存设备的增长需求，增加了对这样的改善的方法和设备的需求。

因此，存在对如下设备和方法的实际需求：可用于放置多个管子运输的地下阀门以容纳钻井压力，用于至加压的地下区域的相关联的多个通道。此外，需要可用于取代传统不可靠的环形安全阀门的方法和设备，同时保留至相关联柱的最内部通道的接入，以测量、监控和维持地下钻井的下端。地下钻井包括例如接合的置换型***阀门和/或其它流动控制装置，可用于建造通道及控制钻井内的流体交流和/或压力。

随着全世界峰值液体碳氢化合物生产的迫近，存在降低风险和开发剩余碳氢化合物的相关成本的需求。尤其，用于地下碳氢化合物气体储存的方法和设备可用于取代液体碳氢化合物和/或煤消耗的各区域，且缩短回报增加速率的时间表，通过例如能够同时使用更加经济高效的单个钻机进行地下储存钻井的建造和作业，从而缩短了投资回报的时间表，同时通过大提升能力的钻机去除随后钻井介入的传统需要，和/或去除潜在有害且昂贵的停止作业以从***性碳氢化合物气体填充的储存洞穴去除脱水柱的传统需求，而降低了成本。

随着传统碳氢化合物发现的尺寸和生产率的降低，存在对可用于降低低渗透性储层中的外皮损伤的方法和设备的需求，传统方法在低渗透性储层中会造成永久性的生产率的丢失。

存在如下需求对用于降低地下洞穴建造成本和用于保持最内部钻孔接入的***和方法，可用于从过滤柱的内侧和/或外侧进行声纳测量，以为更好的调整同时的地下储存和溶液开采作业提供信息。这些经济高效的***和方法必须在组合溶液开采和储存的过程中进行，特别是当遇到意外的地质盐矿特征的时候，因为在传统溶液开采需要去除完井以进行声纳测量和/或调整外过滤柱的深度过程中，储存的产品可能妨碍大型提升能力的钻机的介入。其中外过滤柱控制在盐溶解区内放置的基本水界面的深度。

存在如下需求：提供地下气体储存(尤其在倾斜封闭或地质密封特征内的废弃的被地下盖岩密封的储层内)的改善的经济高效的建造和作业的***和方法，其中在注入和储存气体的过程中或在该过程后对储层渗透性的外皮损伤的风险产生对改善的经济高效的低外皮损伤的建造和作业的需求。存在对如下***和方法的需求：提供在例如废弃的气体储存储层或气密性盐穴储层中的阀门控制的双管完井中的改善的经济高效且效率更高的渗透性保持的平衡不足的钻井建造和/或完井作业，以例如增加与维持洞穴稳定性所需的缓冲物气体体积的降低相关联的工作储存体积，包括经济高效的清空用于季节性需求的气体储存洞穴的能力。

在类似的钻井作业中，存在如下的需求：阀门控制的同轴双管道设备和方法，可从用于压力安全壳的单个钻孔井头和阀门树使用，同时穿过单个主钻孔注水激励碳氢化合物储层，同时在例如不足性质的经济碳氢化合物流动速率压力的情况下穿过相同的单个主钻孔进行生产，用于降低建造成本的经济的提取。

随着阀门控制的双管道的使用，进一步存在如下需求：在盐水和储存储层(brineandstoragereservoir)的同时溶液开采和储存作业的过程中将产品储存在缓冲物中，可用于选择性控制工作体积，及液体或压缩气体到其它盐穴盐水和储存储层的的移置以及从其它盐穴盐水和储存储层的移置，在盐穴盐水和储存储层中可在穿过u-管管道装置的移置作业的过程中地下加热或且储存或产生盐水，以例如去除洞穴稳定性缓冲物气体的需求。u-管管道装置位于具有流体泵送和/或压缩的两个或更多个盐水和储存储层之间。

随着峰值碳氢化合物生产和消费者需求的相关联的改变，存在如下的需求：在相同盐水和储存储层洞穴中气体和液体碳氢化合物的反季节性储存，且选择性利用可设置在储层内的多个特定重量分离的流体。

存在如下的相关经济需求：在高需求周期中，通过取代传统不能恢复的缓冲物气体洞穴结构支撑存货(inventory)降低盐气体储存洞穴的掩藏建造成本，在低需求周期中进行气体的重新填充和盐水取代，从而改善较大规模储存设备的经济可行性。

存在如下的相关作业需求：在开阔海洋环境内的大规模储存设备洞穴盐水和储存储层盐柱架，具有与管线、船的更加具灵活的流体交流，且具有丰富的水和盐水吸收能力。

随着进入始终挑战的环境敏感且潜在不利的区域(诸如海洋或北极气候)的炭气化合物的探测、运输和储存，存在对可用于提供多个包含压力的屏障的较小足印的方法和设备的需求。其中，在钻井建造和/或钻井作业的过程中可选择性控制压力屏障之间的环状物和通道，钻井建造和/或钻井作业包括例如：低渗透性储层内的平衡不足的射孔和钻井过程中的生产，松散储层内的平衡不足的砾石充填过程中的生产，和/或用于日常交易、运输管线缓冲储存和/或离岸环境中的清管的同时气体储存和溶液开采。

本发明的实施方式讨论了这些需求。

发明内容

本发明通常涉及管汇交叉元件设备、***和方法，可用于当建造和/或操作管汇柱时，且在碳氢化合物作业、储存和/或溶液开采作业的过程中，为起源于单个主钻孔且可延伸到一个或多个地下区域中的一个或多个基本碳氢化合物和/或基本水钻井，或洞穴盐水和储存储层提供压力安全壳和控制，具有穿过地下岩层的至少两个管道和流体分隔通道。

本发明的实施方式可包括设备(图6、17～20和22～26的23C，图3、6、9～12、21～26和30～31的23F，图31～34的23I，图6、11～12、31和54～58的23T，图38的23Z，图10和42～44的23S，及图71～73的23V)和方法(图3、5～6、9～14、59～62、66～71和81的CS1～CS8及CO1～CO7，图9～10、12～14、75～76和80～83的1S，图76～77和80～83的1T，及图82～83的157)，可与管汇柱(图3、9～11、30～31、38和80的70)或多个钻井管汇柱(图6、11～12和54～58的76)一起使用，具有形成地下管汇柱的一个或多个流体交流的管汇交叉(manifoldcrossover)(23)。地下管汇柱可包括：上端多个同轴管道(图17、21、31～32、38、42和71～73的2、2A、2B，图32和71～73的2C，图71、39的2D)，可接合至阀门树(图1、3、6～10、13～14和80～81的10和10A)，且可与选择性可控制的表面阀门(图1、3、6～10、13～14和80～81的64)一起使用；及，下端多个管道(2、2A、2B、2C、2D、39)，可被设置(图3、5～6和9～12的CS1～CS7)、配置(图59～62和66～71的CS8)和/或组装(图59和62的146，1S，1T，157)用于穿过可用于交流流体混合物的最内部通道(25)与一个或多个地下区域流体交流；及，流动控制装置(图9～12、15、22～31、35～36、39～41、43～44、51～53、55～58和63～65的61)，可接合在钻孔内，或与设置在径向通道(图18～19、22～26、33～34、38、43～44、54～57和71～73的75)之间的容器接合，和/或与可在所述最内部通道(25)和同轴设置的通道(24、24A、24B、24X、24Y、24Z、55)之间流体交流的孔口(图18～19、22～26、33～34、43～44和55～58的59)接合。管汇交叉的壁和/或选择性放置的流体控制装置可用于使气体、液体和/或固体的流体混合物流动流转向。可将流动流从一个通道转向另一径向向内或向外设置的通道。在使用中，流动流的转向用于选择性控制穿过地下岩层的多个同轴管道和通道的加压流体交流，多个同轴管道和通道可从来自单个主钻孔(6)的一个或钻井轴向向下延伸，具有多个压力屏障(7、10、10A、61、64、74、148、149)以分别或同时进行加压的流体钻井建造、注入和/或生产作业(图3、6和9～14的CO1～CO7)。

本发明的实施方式可进一步包括可与管汇柱(图3、9～11、30～31和38的70)或多个钻井管汇柱(图6、11～12和54～58的76)，和/或传统钻井设计(例如图1、4、7～8和13～14)一起使用的方法，用于包含压力的的同时进行地下碳氢化合物储存和溶液开采作业(图9～10、12～14、75～76和80～83的1S)。所述方法的步骤可包括：提供可接合至一个或多个井头(7)和阀门树(图1、3、6～10和13～14的10和10A)的两个或更多个管道柱(图17、21、31～32、38、42和71～73的2、2A、2B，图32和71～73的2C，图71的2D，39)，用于选择***流气体、液体和/或固体的流体混合物进入穿过盐矿(saltdeposit)(5)内的地下岩层的通道下端处的至少一个区域，且用于从穿过盐矿(5)内的地下岩层的通道下端处的至少一个区域选择***流气体、液体和/或固体的流体混合物，盐矿(5)可用于储存碳氢化合物和盐溶解。所述方法的步骤可进一步包括在所述区域内提供水、盐惰性流体和/或碳氢化合物，以在最终注水泥的套管(3)鞋(16)和基本水界面之间形成缓冲物，可用于形成储存缓冲物空间，且进一步与所述两个或更多个管道柱一起使用以在进一步溶液开采作业(1S、1T和CO～CO7)的过程中提供用于包含压力的地下碳氢化合物作业(CO1～CO2)、储存(1S、1T)至储存缓冲物空间和从储存缓冲物空间储存(1S、1T)的多个屏障(7、10、10A、61、64、74、148、149)。

本发明的实施方式可使用具有一个或多个管汇交叉(图3、6、9～12、17～26、30～34、38、42～44、54～58、71～73和80的23)的管汇柱(图3的70Q，图9的70R，图10的70T，图30的70U，图31的70W，图38的70G，图6的76M，图11～12的76N，图54～58的76H)，所述一个或多个管汇交叉可与一个或多个流动控制装置(图9～12、15、22～31、35～36、39～41、43～44、51～53、55～58和63～65的61)一起使用，以为从单个主钻孔(6)延伸的一个或多个地下钻井选择性控制穿过地下岩层(52)的通道内的加压的地下流体混合物流动流。

本发明的各种同时地下储存和溶液开采优选方法实施方式(图14和81的CO6，及图13和81的CO7)可用于具有两个或更多个柱建造的传统井，所述传统井能够容纳加压的储存缓冲物(1S)，同时注入水以取代储存和/或溶液开采洞穴壁(1A)。

本发明的优选实施方式可使用具有上端处的第一多个管道(图17、21、31～32、38、42和71～73的2、2A、2B，图32和71～73的2C，图71的2D)和下端处的第二多个管道的管汇交叉设备(23)，其中第一多个管道可形成至少一个中间同轴通道(图71～73的24、24A和24B，图17～20、22～23、25～26和32～34的24X和24Y，及图32～34的24Z)，所述中间同轴通道可围绕内部通道(25)设置。内部通道(25)可用于交流流体和可接合在通道内或与至少一个容器(45)接合的装置。其中，接合的流体控制装置(图6、27～28的61、128)可用于选择性控制流体交流。

穿过流体分隔的第一和至少第二径向通道(图18～19、22～26、33～34、38、43～44、54～57和71～73的75)可出现通道之间的流体交流，所述第一和至少第二径向通道可与连接至最内部通道(25)的第一和至少第二径向通道孔口(图18～19、22～26、33～34、43～44和55～58的59)相关联。通过跨越通道的壁，或通过在管汇交叉上端的多个同轴管道和管汇交叉下端的多个同轴或不同轴管道(2、2A、2B、2C、2D、39)之间的流体控制装置(61)，可至少部分阻断至少一个通道的流体交流。所述管汇交叉下端多个同轴或不同轴管道分别包括下端同轴柱或下端腔体接缝(chamberjunction)(图38、45～46、48～50、54～59、61、66～67和71～73的43)。

可将流体混合物流动流从一个通道转向到从所述管汇交叉的所述转向通道径向向内或向外设置的另一通道，所述另一通道位于所述上端的多个同轴管道和所述下端的多个管道之间，以在使用中控制最内部通道(25)、环绕通道(55)和/或中间(24、24A、24B、24C、24X、24Y、24Z)通道内的加压流体交流。最内部通道(25)、环绕通道(55)和/或中间(24、24A、24B、24C、24X、24Y、24Z)通道可由穿过地下岩层(52)的通道内的多个同轴管道形成，且在钻井建造和/或钻井作业的过程中从来自单个主钻孔(6)的一个或多个钻井轴向向下延伸。

本发明的各管汇交叉实施方式(图6、17～20和22～26的23C，图3、6、9～12、21～26和30～31的23F，及图31～34的23I)可周向流体隔离中间同轴通道，以形成流体分隔的轴向通道(24X、24Y、24Z)。流体分隔的轴向通道可与径向通道(75)相关联，通过用于使流体转向穿过径向通道孔口(59)的一个或多个壁至少部分阻断所述流体分隔的轴向通道上下端之间的流体交流。径向通道孔口(59)在容器(45)轴向相反侧与最内部通道(25)交流，可用于流体控制装置(61)的接合。其中，阻断最内部通道导致流动流在最内部通道和至少一个同轴通道(24、24A、24B、24C、24X、24Y、24Z、55)之间交叉(crossover)。

实施方式可进一步包括具有地下阀门(图1、3、6、8～10、13～14、22～26和30～31的74，及图30和31的74A、74B和74C)的各种相关管汇交叉实施方式(图3、6、9～12、21～26和30～31的23F，图31～34的23I，及图31的23S、23T、23V和23Z)。所述地下阀门可在柱(2)的端部且在管汇交叉之间接合至最内部管道柱(2)，以选择性控制穿过的通道交流的加压流体，形成阀门控制的管汇交叉组件。

其它优选管汇交叉实施方式(图31～34的23I，图10、31和42～44的23S，及图31和38的23Z)可使用至少一个径向通道(75)在最内部通道和至少一个另外的同轴通道(24A、24B、24C、55)之间流体交流，所述至少一个另外的同轴通道(24A、24B、24C、55)可由穿过由所述多个管道形成的至少一个中间同轴通道(24)的同轴柱(2A、2B、2C、2D)和/或穿过地下岩层(52)的通道形成。

其它各种管汇交叉实施方式(图6、11～12、31和54～58的23T，图31和71～73的23V，图31和38的23Z)可使用流体分隔的径向通道(75)，包括腔体接缝(43)的出孔管道(39)的相关联的通道，腔体接缝(43)可穿过径向通道孔口(44、59)与上端多个同轴管道(2、2A、2B、2C、2D)的最内部通道交流。至少一个另外的径向通道可在至少一个出孔管道的最内部通道和至少一个轴向通道(24、24A、24B、24C、24X、24Y、24X、55)之间流体交流，通过延伸同轴管道的上端以环绕和/或接合出孔管道或支撑流体管道(图68～73的150)形成至少一个轴向通道(24、24A、24B、24C、24X、24Y、24X、55)，钻孔选择器(图3、35～37、47、51～53、59和63～65的47，图35～36和39～41的47A)可用于通过用于与容器接合的腔体接缝出孔的最内部通道选择性连通流体和流体控制装置，以选择性控制穿过通道和/或在通道之间的流体交流。

各建造方法实施方式(图3、5～6、9～12、59～62和66～71的CS1～CS8)可用于提供具有中间通道的多个传统金属管道压力屏障，中间通道使用例如环状测量器(图1的13)进行压力监控，环形测量器用于测量次级屏障(图60～70的148)和潜在故障的初级屏障(图60～70的149)之间的压力。

在其它管汇交叉实施方式(图6、11～12、31和54～58的23T，图31和71～73的23V)中，腔体接缝可用于建造方法(图59～62和66～71的CS8)以在单个主钻孔内提供多个传统尺寸的管道，单个主钻孔可进一步用于固定在次级压力承载管道内同轴或径向设置的流体交流管道或实体构造的连接件。其中，如果初级管道出现故障，初级和次级完全压力屏障管道柱的接合和/或压力释放储层(reservoir)的设备(诸如套管鞋下方暴露的破裂岩层)可用于限制施加在次级压力承载管道上的压力。

本发明的管汇交叉实施方式(图31和38的23Z)可使用出孔管道(39)的最内部通道(25)，该最内部通道(25)可轴向对齐腔体(41)轴线，上端多个同轴管道延伸以环绕轴向对齐的出孔管道，至少一个其它出孔管道经过至少一个中间同轴通道(24、24A、24B、24C、24X、24Y、24Z)以与不同的中间同轴通道(24、24A、24B、24C、24X、24Y、24Z)或环绕通道(55)流体交流。钻孔选择器(47、47A)或流动控制装置(61)可用于选择性控制穿过由出孔形成的径向通道的流体交流。另外的径向通道和相关联的孔口可与流动转向器(图9和38的21)的管汇交叉(23Z)一起使用，以在最内部通道(25)和邻近的同轴通道(24)之间交叉。

其它管汇交叉实施方式(图10、31和42～44的23S)可使用流体分隔的径向通道，第一径向通道包括与最内部通道(25)轴向对齐的跨装结构(图35～36、39～41和43～44的22)钻孔，用于流体分隔至少第二径向通道的至少一部分。第二径向通道可包括经过多个同轴管道(2、2A、2B、2C、2D)之间的中间同轴通道(24)的管道通道，以在最内部通道(25)和不同的中间同轴通道(24、24A、24B、24C、24X、24Y、24Z)或环绕通道(55)之间流体交流。通过节流至少第二径向通道的至少一部分，跨装结构(22)可穿过最内部通道运输，且与容器接合，以选择性控制流体交流。

包括孔***塞实施方式(图6、27～28的128)的各流动控制装置(61)可使用例如电钻机(图16的4A)穿过最内部通道(25)运输，用于接合至至少一个容器(45)。通过施加在轴向向上或轴向向下的活塞表面上的较大差异压力可辅助流动控制装置的放置和去除，其中电缆或管道可经过孔***塞(128)的至少一个孔口(59)，同时活塞表面以流体混合物流动流的至少一部分转向至除最内部通道之外的通道。

为了从单个主钻孔(6)延伸的一个或多个地下钻井，建造方法实施方式(图3的CS1，图5的CS2，图6的CS3，图9的CS4，图10的CS5，图11的CS6，图12的CS7，及图59～53和66～71的CS8)可与碳氢化合物作业方法(图3的CO1，图6的CO2，图9的CO3，图10的CO4，图12的CO5)组合，用于使用至少一个管汇交叉设备(23C、23I、23S、23T、23V、23Z)以形成管汇柱，或使用两个或两个管道柱压力可控制的传统钻井(图14的CO6，图13的CO7)用于选择性控制穿过地下岩层(52)的通道内的加压地下流体混合物流动流。

建造和作业方法实施方式(CS1～CS8和CO1～CO5)可分别包括至少一个管汇柱(70、76)，管汇柱(70、76)具有多个同轴管道(2、2A、2B、2C、2D)用于与相关联的多个管汇交叉管道接合，具有可用于交流流体和装置的围绕最内部通道(25)设置的至少一个中间同轴通道(24)，具有可用于接合流体控制装置(61)以选择性控制加压的流体交流的至少一个容器(45)。

方法实施方式(CS1～CS8和CO1～CO5)可用于将流体混合物流动流穿过管汇交叉(23)流体分隔的径向通道(75)和相关联的孔口(59)交流至最内部通道(25)。

方法实施方式(CS1～CS8和CO1～CO5)可进一步包括使交流的流体混合物流动流的一部分转向至从管汇交叉(23)的转向通道径向向内或向外设置的不同的通道，该不同的通道在管汇柱或交叉多个同轴管道的上端及下端管汇柱或交叉多个管道之间，以在使用中控制最内部通道(25)、中间同轴通道(24、24A、24B、24C、24X、24Y、24Z)和/或环绕通道(55)内的加压流体交流。可在多个管道(2、2A、2B、2C、2D、39)和穿过地下岩层(52)从来自单个主钻孔(6)的一个或多个钻井轴向向下延伸的通道之间形成所述加压流体交流。

方法实施方式(CS1～CS8和CO1～CO7)还可包括提供具有海底或表面阀门(64)和/或地下阀门(74)的海底或表面阀门树(10、10A)，可与接合至管汇交叉(23)的最内部管道(2、39)的每一端的控制管线(图1和22～26的79)一起使用以选择性控制在最内部通道(25)和至少一个同轴通道(24、24A、24B、24C、24X、24Y、24Z、55)之间交流的加压流体的至少一部分。

其它方法实施方式(CS1～CS8和CO1～CO7)包括提供流动控制装置(61)，流动控制装置(61)可穿过最内部通道(25)交流，且接合在钻孔(25)和/或管道柱的容器(45)内以通过使交流的流体混合物流动流的至少一部分转向选择性控制流体交流。

其它方法实施方式(CS1～CS8和CO1～CO5)包括提供孔***塞(128)流动控制装置(61)，通过施加至轴向向上或轴向向下的活塞表面上的较大差异压力可放置或从钻孔(25)或管汇柱(70、76)的容器(45)去除孔***塞(128)流动控制装置(61)。其中，可穿过孔***塞放置电缆(图15的11)或管道，同时使交流的流体混合物流动流的至少一部分转向至除最内部通道之外的通道。

各方法实施方式(1T、CS1～CS8和CO1～CO7)可用于选择性控制在单个主钻孔(6)的上端和穿过地下岩层(52)的通道的邻近区域之间的气体、液体和/或固体的流体混合物的交流，以使在流体交流过程中施加在邻近区域上的静水压超平衡、平衡或平衡不足。

组合作业方法实施方式(1S、1T、CS1～CS8和CO1～CO7)包括在地下区域内提供盐惰性流体和/或碳氢化合物，用于在最终注水泥的套管鞋和基本水界面之间形成缓冲物，可用于形成储存缓冲物空间和/或使用盐溶解工艺的溶液开采。

其它组合作业方法实施方式(CS1～CS8和CO1～CO7)可使用两个或更多个柱(2、2A、2B、2C、2D、39)用于选择性控制在阀门树(10、10A)和穿过地下岩层(52)的通道的区域之间的加压流体交流，以使用阀门树和盐惰性或碳氢化合物流体选择性控制基本水界面，以形成储存缓冲物空间，以在使用中，在进一步溶液开采作业(图7、9～10和12～14的1)的过程中同时提供通向和来自储存缓冲物空间的包含压力的地下碳氢化合物储存作业(图9～10和12～14的1S)。

通过本发明的设备和/或方法，各组合作业方法实施方式(1S、1T、157、CS1～CS8和CO1～CO7)可取代传统方法(图1的CM1，图4的CM2，图7的CM3，及图8的CM4)，或补充传统钻井设计(图13～14和81的CM5)，以选择性控制流体混合物交流至来自单个主钻孔(6)的一个或多个钻井。

其它各方法实施方式(1S、1T、CS1～CS8和CO1～CO5)可用于控制盐惰性或碳氢化合物流体的加压流体交流，以选择性控制导致盐溶解的基本水界面，以影响储存和从储存空间取回的流体的相关联的工作压力、体积和温度，和/或在组合溶液开采和储存作业过程中溶液开采的速率。其中，通过阀门控制的管汇交叉盐惰性或碳氢化合物流体储存至缓冲物或从缓冲物取回盐惰性或碳氢化合物流体。

其它方法实施方式(1T、CS1～CS8和CO1～CO7)可用于通过可由加压流体交流造成的选择性控制的基本水界面控制洞穴壁的形状，以在地下碳氢化合物储存和溶液开采作业(1S)的过程中控制工作储存体积和溶液开采速率，用于改变储存体积周转率和天然盐蠕变速率。

又一方法实施方式(1T、157)提供水至基本水或流体界面，以经由u-管管道装置在第一盐水和储存储层的下端处产生盐水并将该盐水移置到至少第二盐水和储存储层，以在这样的作业过程中使至少第二盐水和储存储层中的盐溶解最小化。

其它相关的方法实施方式(1T、157)提供对储存在盐洞穴缓冲物中且从盐洞穴缓冲物取回的盐惰性或储存的流体的加压流体交流的选择性控制，以影响储存在盐水和储存储层中且从盐水和储存储层取回的流体的相关联的工作压力、体积和温度，和/或工作储存体积、溶液开采速率、盐蠕变速率或它们的组合，直至达到盐穴稳定的最大有效直径，之后储存盐惰性流体。

根据储存在所述盐水和储存储层内的流体压力及所述水和储存储层的有效直径，又一方法实施方式(157)包括设置和分离一个或多个储层以提供盐柱架。

最后，其它各方法实施方式(1S、1T、CS1～CS8和CO1～CO7)可用于为运输管线、钻井生产和/或地下储存作业提供地下流体缓冲，其中储存缓冲物空间可进一步用于分离不同特定重量的流体，且用于穿过管汇交叉选择性地进入分离的流体。

附图说明

下面参考附图，通过仅实施例的方式描述本发明的优选实施方式，其中：

图1和2分别描述了地下井和渗透性外皮损伤的概念。

图3例示了可用于降低外皮损伤的影响和/或溶液开采洞穴的本发明的实施方式。

图4示出了使用传统可膨胀的金属技术使多钻井结构分支的现有技术。

图5～6例示了中间结构和来自单个主钻孔的本发明的多个钻井实施方式的完整的方法步骤，可用于基本碳氢化合物和/或基本水井。

图7和8示出了在建造溶液开采井和地下储存空间中的步骤。

图9～14描述了从单个钻井和/或从单个主钻孔延伸的多个钻井建造钻井和地下储存空间的方法实施方式。

图15～16示出了本发明可使用的现有技术的设备。

图17～20例示了本发明的管汇交叉(manifoldcrossover)的实施方式。

图21～26描述了使用本发明的管汇交叉的管汇柱。

图27～28示出了用于选择性控制流体流动流的本发明的孔活塞实施方式。

图29例示了可用于选择性控制本发明实施方式内的流体流动流的本发明人的流体泵(fluidpump)设备。

图30和31是本发明的管汇交叉实施方式的示意图。

图32～34描述了具有另外中间同轴通道的本发明的管汇交叉实施方式。

图35～37例示了可用于选择性控制本发明实施方式内的流体流动流的本发明人的设备。

图38例示了从本发明人的流动转变柱适应性改变的本发明的管汇交叉的实施方式。

图39～41示出了可在本发明用作钻孔选择器的适应性改变的现有技术的设备的多个视图。

图42～44例示了可用于减小管汇交叉长度的本发明的管汇交叉实施方式。

图45～53示出了可在本发明中使用的本发明人的多种设备。

图54～58描述了从本发明人的适应性改变的腔体接缝形成的本发明的管汇交叉实施方式。

图59～67示出了可在本发明的建造方法中使用的本发明人的各种设备。

图68～70例示了可在单个主钻孔中使用且可被本发明的建造方法使用的传统尺寸的管道和钻孔配置的实施例。

图71～73描述了具有延伸为支持流体通道的单个主钻孔的另外的中间同轴通道的本发明的适应性改变的腔体接缝管汇交叉实施方式。

图74示意性描述了使用来自盐水池的盐水顶替(brinedisplacement)的地下液体储备。

图75示意性描述了在地下储穴和相关联的地下盐水储层之间具有u-管样流体联系的实施方式。

图76示意性示出了在地下储穴和相关联的地下盐水储层之间具有抽动、涡轮或通过表面管道管汇的压缩的流体联系的实施方式。

图77和78描述了工作容积与天然气储穴的再加热，随后与溶液开采和需要使用(demandusage)循环的联系的传统概念的曲线图。

图79示意性示出了在被移除前通过完井使柱子脱水的天然气储穴。

图80示意性描述了可用于与本发明的用于操作具有盐水储层的地下储穴的设备和方法结合的地下储穴的方法实施方式。

图81示意性描述了使用双井地下储存装置的方法实施方式。

图82和83示意性描述了可用于操作地下储穴和盐水储层的洞穴装置的平面视图方法实施方式。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明的实施方式。

在详细解释本发明的所选择的实施方式之前，应理解本发明不受本文描述的特定实施方式的限制，且本发明可以多种方式实行或实施。

现在参考图1～14，示出了图3、5、6、9、10、11和12各自的建造方法CS1、CS2、CS4、CS5、CS6和CS7，及图3、6、9、10、12、14和13各自的和作业方法CO1、CO2、CO3、CO3、CO4、CO5、CO6和CO7，与图1、4、7和8各自的现有技术的碳氢化合物传统方法CM1、CM2和地下储存传统方法CM3和CM4的比较。由于各种原因，传统的建造方法通常不能与传统操作组合，包括不能在钻井建造的过程中选择性控制操作压力，和/或在潜在的剧增碳氢化合物生产和人员进行建造活动之间不能放置多个金属管道屏障。

图1描述了可用于各碳氢化合物或地下储存井的传统地下井建造方法(CM1)的正视截面示意图。该图描述了下部穿孔(129)注水泥(20)尾管(liner)(19)部分，可被枯竭储层的地质圈闭(geologictrap)(1A)的地下储存空间或经从岩层钻孔(17)至盐穴壁(1A)的溶液开采的空间取代，其中滑动门(123)通常不存在。

通过钻探出岩层通道(17)和放置转向(14)套管可建造本发明的地下井的上端，随后在放置最终注水泥(20)套管(3)和套管鞋(16)之前可发生钻孔、放置和用水泥粘合一个或多个中间套管(15)和密封套管鞋(16)；其中使用水泥将转向(14)套管固定且密封至钻孔，且被称为套管鞋(16)。本发明人的腔体接缝和管汇柱可被用作中间套管或可穿过中间套管放置。

通常，穿过最终注水泥的套管(3)至目标地下区域钻探出最终岩层通道(17)，可跟随有例如在碳氢化合物生产井或废物处理井内部的例如溶液开采井或所描述的注水泥(20)和穿孔(129)尾管(19)中的裸眼完井。

虽然尾管(19)通常接合至中间套管(15)和/或具有吊架和封隔器(40)的最终注水泥的套管(3)，但非尾管的套管(3、14、15)典型地接合至井口(7)，其中使用测量器(13)监控中间同轴通道或环状通道的压力变化，使用次级屏障(3、15、19)指示包含释放的地下高压流体的初级屏障(2)的破裂或完整性的丢失。

生产管道(2)或管通常形成初级屏障，位于穿过地下岩层的通道(52)，且包括套管(3、14、15)、尾管(19)和岩层钻孔(17)的通道。生产管或生产套管可在其下端固定至具有生产封隔器(40)的最终注水泥的套管(3)或尾管，且上端固定至井口(7)以形成地下高压流体的初级屏障。

具有选择性可操作的阀门(64)的阀门树(10)可接合至井口的上端。为传统溶液开采井，生产和注入管道(2、2A)可在盐溶解过程中从阀门树自由悬挂，如图7中所示，随后可安装与图1中示出的相似的完井用于地下储存操作。

最内部通道(25)通过地下阀门(74)是可控制的，可使用控制管路(79)操作地下阀门(74)且地下阀门(74)可在生产管道(34)或注入管道柱(2)之间接合，生产管道(34)或注入管道柱(2)可配备有滑动侧门(123)以在同轴或环绕通道(55)和最内部通道(25)之间允许受限的流体交流。滑动侧门可用于不同的建造方法，但对流体混合物(38)生产(34)通常是关闭的，环形通道(55)主要用于监控初级压力控制屏障(2)和次级屏障(3)管道柱。

相比之下，本发明的各种设备和方法提供了在最内部通道(25)和环绕通道(55)之间的可用的另外的中间同轴通道，和/或提供了外柱(outerstring)以取代最终注水泥的套管(3)，用于安装具有最终注水泥的套管柱的完井(与传统方法(CM1)不同)。

使用完井控制地下压力的传统方法(例如2、40、74和123)置于具有重盐水或较大静压头的钻井泥浆的井筒内以在没有尾管(19、20、40)的情况下控制暴露的岩层钻孔(17)的地下压力，该传统方法通常使用在管(2)和最终注水泥的套管(3)之间接合的生产封隔器(40)固定，随后安装阀门树(10)，且在关闭滑动侧门(123)和排出(34)流体混合物(38)之前，打开滑动侧门(123)以从环形空间(24)移除压力控制重盐水或钻井泥浆。

相比之下，本发明的各种方法提供了可用于在建造、取代过程中选择性控制流体交流的管汇交叉，例如滑动侧门(123)在生产和/或注入操作过程中使用以提供用于从单个主钻孔(6)控制一个或多个钻井(与传统方法(CM1)不同)。

其它传统的压力控制方法包括例如使用尾管(19)将没有滑动侧门(123)的完井(2、40、74)放置在完井流体中。尾管(19)是跨越经尾管顶部封隔器(40)密封的岩层钻孔(17)的注水泥(20)，且使用吊架固定至最终注水泥的套管(3)以控制地下压力，同时放置阀门树(10)以控制地下压力。随后，钻机(rig)(图16的4A)可用于将射孔枪穿过安全阀门(74)放置，暂时禁用该阀门，经过钢缆重返转向器(130)以穿孔(129)穿过具有超过平衡或有限平衡不足的地下岩层的通道(52)，以防止推进和缠结射孔枪和与它们一起放置的电缆，随后在受控的压力操作中移除射孔枪和钻机。

相比之下，本发明的各种设备和方法提供了通过穿过另外通道的循环形成显著平衡不足的方法，以例如进行穿过完井的平衡不足的穿孔或钻井，这将在后面进行描述。

在建造和随后的注入过程中，或在通过钻井通道向地下岩层生产或从地下岩层生产的过程中，保持地下压力的控制是钻井作业的主要原则，在通过阀门树(10)的压力控制的生产(34)之前实际影响从套管、尾管和相关联的设备的选择至置于穿过地下岩层(52)的通道的流体至流体静力阻止流体混合物(38)的多种活动。在一些情况中，控制地下压力的传统超过平衡的方法可能破坏诸如在低渗透率地下储层中这样的钻井和井建造活动等的长期生产力。

在较低压力或较低渗透率的储层中，在例如储层钻井、完井放置在开孔的过程中，和/或在超过平衡的钻孔的传统方法的过程中，可出现外皮损伤(图2的135)。当平衡不足时，储层具有以下风险：射孔枪被向上推动且与电缆缠结，和/或伸出钻孔柱，且使得安全阀门(74)和阀门树(10)不能操作，直至从关闭阀门的通道移除射孔枪和运输装置。

现在参考图2，图中描述了上面的平面图，为具有和沿线A-A的正视截面图，具有示出隐藏表面的虚线，图中示出了渗透率外皮损伤(135)的传统概念，其中具有较大储层颗粒(133)(诸如储层中的砂粒)通过地下压力被压紧在一起。桥接跨颗粒(bridgingacrossparticles)形成中间钻孔空间(131)，在中间钻孔空间(131)内可包含压缩的气体、液体和较小的固体颗粒的流体混合物。当钻孔空间(131)充分连接至流动的流体混合物时，连接的钻孔空间是可渗透的(132)。

包含在钻孔空间(131)中的流体混合物经受地下的积土压力而具有渗透性(132)，从而提供了流体混合物可移动穿过的通道，其中它们的流体连接至较深的地下积土力对交浅的可渗透性(132)钻孔空间(131)进行加压。

控制在接近井眼(17)或射孔孔道(129)的可渗透的钻孔空间中的地下加压流体混合物需要井眼(17)或射孔孔道(129)内较高的静压头或动压头流体混合物反作用钻孔空间(131)的压力，可水压迫使较小的颗粒(134)或液体(例如低渗透性气层中的颗粒或液体)进入低渗透性接近钻孔空间(131)的狭道中。然而在生产过程中，不充分的压力和/或表面面积可迫使颗粒或液体从细小空间(131)中流出，从而导致外皮损伤(135)。具有穿过这些外皮样钻孔空间(131)的低渗透率或流动能力的储层可能具有接触节流颗粒(131)的不足的压力和/或流动面积或液体的毛细力，以迫使侵入的流体混合物退出钻孔狭道，这样可产生在整个维持钻井寿命的过程中影响生产率的永久的外皮损伤(135)。

图3描述了穿过包括本发明人的管汇柱(70Q)的建造实施方式(CS1)和碳氢化合物作业(CO1)方法的地下岩层部分的正视截面示意图。管汇柱(70Q)可用于管汇交叉(23F、23Z)的实施方式，如图3中所示。此外，图中示出与图1中所示相似的不同传统钻井建造元件，具有能够穿过最内部钻孔(25)流动的双线轴树(dualspooltree)(10A)，和接合至井口(7)的同轴通道(24)及可包括管汇交叉(23F)的完井柱(2)，其中内(2)管道柱和外(2A)管道柱接合至最终注水泥的套管(3)，且生产封隔器(40)密封至尾管(19)的上端。具有在穿过地下岩层(52)的周围(55)通道内的另一管汇交叉(23Z)的生产管道(2)可用于进行一系列的鱼骨侧线(136)，其中连接至尾管(19)的生产封隔器(40)隔开具有最低区域钻孔(129)的不同生产区域。

建造(CS1)和碳氢化合物作业(CO1)方法描述了管汇交叉(23F)，管汇交叉(23F)可用于提供通过最内部(25)或同轴(24)通道的生产和/或注入。流动转向管汇交叉(23Z)的较低管道柱(2)可连接至具有上封隔器(40)的尾管(17)；随后上组件(2、2A、23F、40、66、137)可连接至较低放置的组件(2、2A、23Z、23Z、40、137)，其中传统连接件(137)(例如棘轮锁存器)密封(66)至具有例如磨光的钻孔容器和心轴的尾管(19)，且固定至具有生产封隔器(40)的最终生产套管(3)。接着可放置双线轴阀门树(10A)。

建造(CS1)方法可用于穿过例如较低外皮损伤侧线(136)或穿孔(129)的废弃储层的地质圈闭(1A)内的地下储存，或与作业方法(CO1)结合，当钻井轨道垂直定向时作业方法(CO1)可用于地下储存和洞穴壁(1A)的溶液开采；从穿孔(129)尾管(19)省略较低端的封隔器(40)和水泥灌浆(20)以允许盐溶解的流体流动。为了盐水和储存层洞穴的创建，可将具有比水轻的特定重力的盐惰性缓冲流体推进钻井，且允许在尾管(19)周围升高，其中尾管顶部的封隔器(40)可堵住盐惰性缓冲流体以形成水界面，与传统界面测量技术结合，该水界面穿过最内部通道(25)放置或永久附接至管汇柱(70Q)的各管道，这样可用于选择性控制组合的储存和开采作业，该组合的储存和开采作业具有盐惰性储存缓冲流体的可选注入、新鲜水的注入及通过阀门控制管汇交叉(23F)和流动转向管汇交叉(23Z)的盐水的提取。

一旦放置(CS1)包含屏障的压力用于基本碳氢化合物的应用，则通过穿过最内部(25)和同轴(24)通道循环较低密度的流体以置换成较轻特定重力的静液柱的作业方法(CO1)可用于使在穿过地下岩层(52)的通道内的流体的静压头平衡不足，低于尾管(19)后面包含的钻孔压力。这将允许流体在穿孔(129)的过程中向外流动，从而减小或避免非盐储层中的外皮损伤(图2的135)，或为盐和储存层在最终注水泥的套管(3)鞋(16)下放置缓冲。通过使用电缆可通过的流动控制装置(61)(例如孔***塞(图27～28的128))向下循环最内部的通道(25)，且通过穿过同轴通道(24)和压力控制加工的阀门树取回，电缆电机(图16的4A)可接合至阀门树(10A)用于枪的置换以在压力控制和平衡不足的状态下穿孔(129)尾管，且没有向上轴向推动枪且具有释放的小孔空间流体的风险；其中电缆可通过的流动控制装置(61)可接合在上管汇交叉(23F)中。一旦在非盐储层中完成穿孔，则可设置较低的生产封隔器以分离和压力包含较低的穿孔流体(38)生产(34)区域。

碳氢化合物方法实施方式(CO1)可用于进行平衡不足的钻井作业，同时允许从非盐储层提取(34)产品(38)以减小或避免例如连续油管造成的外皮损伤(图2的135)；其中使用钻孔选择器(图37的47)实施一系列的侧线(136)(诸如图3中示出的鱼骨式样的侧线)穿过管汇交叉(图38的23Z)的出孔。如果持有的钻孔选择器(图51～53的47)和钻井循环管道穿过孔***塞(图27～28的128)(作为图3中的流动控制装置(61)示出)，较轻特定重力的流体(诸如天然气或柴油)可在同轴通道(24)向下循环，穿过上管汇交叉(23Z)的内管道(2)中的孔口(59)，且穿过用于与连续油管(coiledtubing)钻井混合的钻孔选择器(47)，返回进一步使钻井作业平衡不足和相关联的外皮损伤(图2的135)。

建造(CS1)的实施方式和碳氢化合作业(CO1)方法可用于使穿过完井可进行的不同作业平衡不足。例如砾石充填松散的储层或在废弃砂岩储层中地下储存的平衡不足的建造中，外皮损伤不利地影响储存效率。在这些实施方式中，可设计最内部(25)或同轴(24)通道，用于流过阀门树(10A)以进行平衡不足的砾石充填布置或井建造。相比之下，传统的完井(图1的CM1)通常不用于同时建造和生产作业，且过平衡布置的传统方法可通过节流钻孔狭道永久损害储层，从而降低它的渗透率。

现在参考图4，示出了在分支腔体(832)的地下岩层内具有可膨胀的金属分支(836、838)的正视截面示意图。图4例示了分支下的单个屏障，该分支包括强度低于传统硬化金属材料的可膨胀的金属，其中不存在监控在接缝下面的初级地下井屏障的完整性所必需的次级屏障通道和屏障。

分支腔体(832)置于主井眼(parentwellbore)内，且有弹性的金属分支(836、838)膨胀以提供包含接缝的压力，与传统回火和/或热处理和硬化的金属产品相比，该有弹性的金属分支可受到较低的可膨胀金属破裂和坍塌压力等级的影响。

相比之下，通常可使用传统较高强度的不可膨胀的金属建造本发明的不同设备和方法，且在接缝下方具有多个屏障和环形通道以提高承压能力和冗余度。

图4示出了从分支腔体延伸的分支井(801、808)，且示出在主井节点处的分支接头(sub)，其中主井具有从井头(wellhead)(610)贯穿中间套管(602)和表面套管(600)的主套管(604)。需要接合用于生产管(820)的分支接头(612)和低坍塌强度可膨胀的金属分支腔体(832)的支撑需要用水泥适当粘合接缝，从而防止可用的环形空间的建造以监控分支井(801、808)的初级井屏障。在井眼(wellbore)(801、808)内的注水泥的管道呈现单个屏障，一旦失败，当置于浅岩层内以防止撕破主套管(parentcasing)(604)屏障时，通过不足的静液柱，单个屏障可绕过连接件(806)穿过岩层渗漏和/或使可膨胀的接缝(836、838)坍塌和在分支接头(612)和分支腔体(832)之间渗漏至环形空间中。该主套管(604)屏障可暴露于通过较差灌注的环形空间传递的较高的地下压力，而没有来自例如环形测量器(图1的13)的升高的压力的在先指示。

相比之下，本发明的不同设备和方法可用于放置具有从井的接缝的井向下轴向延伸的同轴通道或环形空间的传统硬化金属的浅层接缝，以提供用于可用的次级屏障的足够的静水压和/或金属强度。释放压力的储层(例如在与环形空间流体相联的套管鞋下面的暴露的可断裂岩层钻孔)可用于提供次级屏障，该次级屏障在如果发生初级屏障故障时可保护上述地面或排泥管线环境。

图4示出了完成分支井的方法包括在分支井(801、808)钻孔衬套(805、810)接合(806)的接缝上方提供设置于分支腔体(832)中的井下管汇(612)。通过使用键槽(812)和沟槽(860)设置定向管汇(612)，可经由分支腔体(832)中的设备(510、862)定向和锁住井下管汇。图中示出了生产管(820)，生产管(820)从表面向井下管汇(612)延伸以从分支井(801、808)分离主井，可通过置于井下管汇(612)下面的分支井接合(806)中的塞子关闭分支井(801、808)。

如果接缝置于较深的岩层内，当与在管子(820)和主套管(604)之间的较大的静压头结合时，可膨胀的金属分支可提供足够的屏障，这与置于地下岩层深处的多边应用，或如果在井下管汇(612)的上方或取代井下管汇(612)使用生产封隔器设置类似。但是可膨胀的金属接缝的抗坍塌性可能不足以充分抵抗非常深的地下钻孔压力。

现有分支技术的应用通常受到需要使用非传统可膨胀金属技术的限制，包括以下非传统需要：使非同轴分支腔体(832)分支(836、838)膨胀，注水泥使它们粘合在适当位置，然后定向(812、860)和锁住(510、862)非传统井下管汇(612)，且没有可用于监控腔体(832)下面的钻井完整性的环形通道。在没有两个管道屏障的构造和足够的静压头的环形通道以提供足够的压力屏障支撑和监控时间的情况下，应用通常被限制为多边类型的应用，且需要进入最内部钻孔。

相比之下，通过具有足够壁厚度的较大直径的管道和用于来自单个主钻孔的浅的多井应用的相关联的压力等级，可使用本发明的不同设备和方法。使用传统技术的预制组件置于受控环境中，然后通过传统的现成技术进行现场装配、放置和/或在地下环境内建造，这样可降低在本发明应用中的风险。

现在参考图5和6，图中示出了建造(CS1、CS3)和碳氢化合物作业(CO2)方法实施方式，例示了从在浅岩层中的钻井(51A)的接缝分支的多个钻井(其中一个被钻孔(17)，其中一个还未被钻孔(17A))，且描述了例如至非盐储层的多个穿孔的(129)碳氢化合物井或至盐水和储存层的多个地下储存和溶液开采井，可用于在一个或多个盐穴的壁(1A)内形成和使用空间。

图5描述了使用腔体接缝(43)和钻孔选择器(47)的中间建造步骤(CS2)实施方式的正视地下截面示意图。该图例示了放置的导管套管(14)，在钻表面孔后示出的导管套管(14)被用水泥粘合(20)且在套管鞋(16)处被密封。该图进一步描述了钻孔(17)，钻孔(17)穿过导管(14)和具有设置的腔体接缝(43)的岩层被钻出(例如图45～46、48～50或61和66～57的钻孔)，且钻孔(17)使用水泥粘合以形成用于非盐储层中的基本碳氢化合物井或基本水处理井的中间(15)套管的套管鞋(16)，或形成用于盐储层中的基本碳氢化合物和基本水地下盐水和储存层的最终注水泥的套管(3)。钻孔选择器(47)(例如图47、51～53或63～64中所示)可在腔底部(42)接合在腔体(41)内，以选择性进入右手腔体接缝(43)出孔管道(39)。该图示出了岩层钻孔(17)，钻出岩层钻孔(17)以以形成穿过地下岩层(52)的通道。示出围绕出孔(39)的封闭管道添加至腔体接缝以形成围绕初级屏障(图68～70的2、39、149)设置的次级屏障(2A、148)(与在图48～50、66～67和68～70中的那些类似)，以允许通过不同的支持流体交流管道(图66～70的150)监控腔体接缝(43)下面的同轴通道或环形空间。

为了建造可用于在盐矿中形成穴壁(1A)的地下盐水和储存层穴井，岩层钻孔(17)在定向用于垂直溶液开采(如图6中所示)之前可分开至分离的洞穴，或以与图11中示出的类似的完井平行或相交的设置(如图5中所描述的)向下轴向前进。

现在参考图6，该图描述了穿过建造(CS3)和相结合的建造和作业(CO2)方法实施方式的地下岩层部分的正视截面示意图，例示了具有管汇交叉(23F)实施方式的管汇柱(76M)。该图示出了使用地下阀门(74)的穿过单个主钻孔的两个分离的钻井之间的流体交流的选择性控制，所述地下阀门结合在管汇交叉(23C)的两个端部处以形成接合有腔体接缝管汇交叉(23T)的阀门控制的管汇交叉(23F)，阀门控制的管汇交叉(23F)可与流动控制塞子(25A)一起使用以控制以分别将来自左井和右井的流体导向到最内部通道(25)和中间同轴通道(24)。

在钻出(图5的CS2)穿过腔体接缝(43)和岩层的通道(17)后，尾管(19)可通过吊架和尾管顶部封隔器(40)接合至初级屏障导管(149)，初级屏障导管(149)向下轴向延伸达来自单个主钻孔(6)的多个钻井。碳氢化合物方法(CO2)可用于在从储层生产的基本碳氢化合物井中穿孔(129)注水泥(20)尾管(19)，或在废弃的砂岩储层井中储存，或在非盐储层中的基本水井中处理和/或模拟，或在盐矿中进行盐水和储存层作业。

为了进行平衡不足的穿孔和/或当需要柱拉伸时，方法(CO2)可用于设置尾管吊架，用于接合在阀门树(10A)接合之前设置为单个组件的腔体接合管汇(23T)和阀门控制的管汇交叉(23F)；其中尾管吊架具有旁通流动能力以悬接管子(2)，对多个井各自具有未固定的下端生产封隔器(40)和上端连接件(137)(例如棘轮爪(ratch-latch))。之后，可在下生产封隔器内设置塞子用于安装和设置拉伸的管汇柱(76M)的下端管道柱。

在例示的穿孔实施例中，电缆架(图16的4A)可接合至阀门树(10A)用于安置通过穿过孔***塞(128)的射孔枪运送的电缆(图16的11)，被示出为接合在具有穿过钻孔选择器(47)选择***流的射孔枪的上管汇交叉(23F)的阀门与斜口管鞋(130)之间，以为尾管(19)穿孔(19)。在使用经过未固定的下封隔器(40)且穿过中间同轴通道(24B)返回的流体(可通过用于三个流动流的选择性可控阀门管汇交叉(与图31的相似)发生转向)燃烧之后，通过注入特定低重量流体(31)穿过较低的最内部通道(25)以防止射孔枪向上运动，可获得低于静水钻孔压力的平衡不足。

穿孔(129)后，可移除钻孔选择器(47)，且腔体接缝管汇交叉(23T)内的跨装结构(22)和其它腔体接缝(23F)内的孔***塞(128)可被塞子(图11～12的25A)取代，其中塞子(图11～12的25A)可用于控制从左侧钻井生产(34)(与示出的注入箭头相反)的流体混合物(38)流动流，右侧钻井中具有独立生产。

碳氢化合物作业方法(CO2)可用于基本碳氢化合物和基本水井的组合作业，基本碳氢化合物和基本水井可用于通过单个主钻孔(6)注入(31)和生产(34)，以例如向储层的下部注水，同时通过海底阀门树从储层的上部生产。可将水注入(31)同轴通道(24)中用于在管汇交叉(23F)处交叉，且穿过最内部通道(25)流至右侧穿孔(129)尾管(19)，同时可通过腔体接缝管汇(23T)的同轴通道生产来自左侧穿孔(129)尾管(19)的产品。该产品可在上管汇交叉(23F)处转至最内部通道(25)，其中通过多个屏障(2、2A、2B、3)、地下阀门(74)和阀门树(10A)可选择性控制注入和产品流体混合物流。

建造方法(CS3)可使用表面或海底阀门树(10A)(例如适应性改变的水平海底树)。可添加另外的线轴至传统的阀门树(图1的10)以允许通过同轴通道(24)的连续的流动，且储存至例如来自具有穿孔(129)尾管的单个主钻孔(6)的多个废弃的储层储存井，或从例如来自具有穿孔(129)尾管的单个主钻孔(6)的多个废弃的储层储存井进行储存。储存边界(1A)可为地质圈闭，诸如可用于容纳储存产品的倾斜封闭空间(dipclosure)或在盐矿中的溶液开采的穴壁。

建造(CS3)和碳氢化合物作业(CO2)方法适用于两个侧向分离的、基本水、地下、溶液开采的、储存穴井，其中注水泥的(20)尾管(19)被没有下封隔器(40)、流动转向柱(类似于注水泥的封隔器139下面的图10的70T)的无吊架尾管(19)取代，无吊架尾管(19)可接合至腔体接缝(43)的各初级屏障(149)出孔管道(39)。外柱(图10的2A)可与描述的尾管吊架和封隔器(40)、与内柱(图10的2)的上端处的连接件(137)接合。在使用例如管汇交叉(图10的23S)以调整水界面水平的溶液开采作业的过程中，该设置可接合至管汇交叉(23T)，且可用于在钻孔(17)和尾管顶部封隔器(40)和最终注水泥的(20)出孔(39)套管鞋(16)之间注入和密封盐惰性流体缓冲物。

可通过从腔体接缝管汇交叉(23T)延伸的具有在适当位置的跨装结构和钻孔选择器(47)的最内部通道注入新鲜的水，分别至左侧和右侧井中。盐饱和的盐水可从穴壁(1A)内的溶液开采的空间，通过下管汇交叉(23T)孔口(59)从左侧和右侧井返回，下管汇交叉(23T)孔口(59)不存在于之前描述的实施方式中，且需要通过例如水泥和/或封隔器阻塞周围的通道。在使用被跨装结构(22)遮盖的径向通道的其它实施方式中，孔口(59)可设置有单向阀门，可用于注入和封闭用于在溶液开采的过程中选择性控制水界面的盐惰性流体缓冲物。

方法(CS3)可用于使用内部腔体接缝(43)(类似于图45～46的内部腔体接缝)的基本碳氢化合物和/或基本水井，内部腔体接缝(43)置于或在它的下端与封隔器(40)接合，至外腔体接缝(43)初级屏障(149)出孔管道(39)。内部腔体接缝(43)的这种设置提供了环绕通道(55)，用于在具有较低封隔器(40)的碳氢化合物井内的初级屏障监控，或用于在无吊架管汇柱溶液开采水井中的盐水返回，且另外的中间同轴通道(24B)用于监控次级屏障(148)。

图7和8描述了用于使用溶液开采盐溶解工艺在盐穴壁(1A)内形成地下储存空间的普遍的传统建造步骤(CM3、CM4)的正视地下截面示意图。该图例示了具有导管(14)、中间套管(15)和使用套管鞋(16)密封的最终注水泥的套管(3)的储存井的传统建造，通过该传统建造钻出岩层通道(17)。该图示出了穿过地下岩层(52)的通道，在地下岩层(52)内通过将无吊架的内柱(2)设置于无吊架的外柱(2A)内起始图7中的溶液开采。在改变点(新鲜的水在该点进入盐矿(5)的溶液开采区域)的位置和/或提供比通过套管(2、2A)可能提供的改善的声纳测量的过程中，使用大提升能力的钻井可调节外柱(2A)。之后，直到洞穴被清空用于气体作业且柱(138)被停止，或从井中拆除之后，从穿过图8的地下岩层(52)的通道移除无吊架柱。图8示出了安装有排水柱(138)阻止阀门(74)作业的完井(2、40、74)。

现在参考图7，该图描述了从可饮用水、池塘的水、沟水、海水或其它形式的水的注入开始的传统溶液开采(1)方法(CM3)，其中由于与提取的盐饱和盐水相比它的不饱和盐度(salinitylevel)这些水通常被称为新鲜的水。该图示出了通过最内部通道(25)注入且通过中间同轴通道(24)返回的水，在内(2)和外(2A)无吊架管道柱之间使用具有通常包括柴油或氮的缓冲物的直接循环。在外管道柱(2A)和最终注水泥的套管(3)之间将示出的注入的水推动进入另外的中间同轴通道(24A)中，以控制水界面(117)，其中为不溶解的岩层创建初始溶液开采的空间，以使基本水流体流降落至穴底(1E)。

通常，一旦通过直接循环形成足够的空间，通过将穿过最内部通道(25)的返回的(34)流体向下注入中间同轴通道(24)可进行传统的更加有效的间接循环。盐惰性流体通过井头(7)的开口流动交流，且被封闭在另外的同轴通道(24A)中以保持循环过程中的水界面(117)。

通常，通过开采具有水界面(117)的空间(1B)，反复升高水界面(117)以随着水不溶性岩层穿过流体落下而创建体积升高的空间(1C和1D)，且在连续注入(31)新鲜水和提取(34)饱和或接近饱和的盐水(这可依赖于盐溶解工艺的停留时间、压力、体积和温度条件)的同时升高(1E、1F、1G)穴底，从底部向上对洞穴进行溶液开采。

由于溶液开采工艺可能持续数年，依赖于正在开采的洞穴的大小，新鲜水注入(31)的速度和在盐穴形成过程中建造钻井和调节外过滤柱(2A)所需的大型提升能力钻井检查的次数表现出显著的净现值投资。

现在参考图8，该图描述了在溶液开采(图7的CM3和1)之后的传统完井方法(CM4)，其中已移除无吊架的过滤柱(2、2A)，且已设置包括生产套管(2)和接合至最终注水泥的套管(3)的生产封隔器(40)的完井(类似于图1的CM1)，且该完井接合至具有阀门树(10A)的井头(7)。阀门树(10A)可接合至上端应用阀门(64)以选择性控制流体的注入和提取。

在液体储存井中，当储存的产品(例如原油或柴油)不造成显著的蒸发或膨胀渗漏的危险时，通常不存在地下阀门(74)。此外，脱水柱(138)通常穿过生产套管(2)维持在适当位置，且穿过位于脱水(138)和生产套管(2)之间的通道间接注入(31)产品，使盐水通过脱水柱(138)返回(34)，储存的液体产品从穴壁(1A)内空间置换盐水。通常以如下方式重新获得储存液体：从池塘或储存设施通过脱水柱(138)直接注入盐水，以使较低特定重量的储存的产品浮出洞穴(如图74所描述的)。

在气体或挥发性液体储存的实例中，故障安全关闭地下阀门(74)通常设置于生产套管(2)中，脱水柱可穿过生产套管(2)设置。可使用穿过脱水(138)和生产套管(2)之间的通道注入的间接循环储存气体或挥发性液体，且使盐水穿过脱水柱(138)返回(34)，随后必须以相对高风险的作业(其中工作人员接近加压的屏障)将脱水柱(138)从钻井去除或停止以允许故障安全阀门(74)工作。

建造盐穴的传统方法(CM3、CM4)和起始气体或挥发性液体的地下储存是劳动密集型的，且具有潜在的危险性，在实现投资回报之前要耗费数年时间来完成。

现在参考图9，示出了穿过沿描述建造(CS4)和碳氢化合物作业(CO3)方法的实施方式的轴线的地下岩层部分的正视截面示意图。描述的实施方式可与管汇柱(70R)和流动转向器(21)和本发明的管汇交叉(23F)一起使用。该图例示了在最终注水泥的套管(3)上方的类似于图3的钻井建造，最终注水泥的套管(3)包括管汇柱(70R)的外柱(2A)，且最终注水泥的套管(3)用水泥粘合以形成套管鞋(16)。在盐矿(5)的穴壁(1A)内的初始洞穴空间可在溶液开采(1S)过程中用于储存。与使用同时储存和溶液开采(1S)的传统方法(图7和8的CM3和CM4)相比，建造和组合作业方法(CO3～CO7)可用于降低大型大型提升能力钻井检查的次数和实现投资回报前的时间段。

在用水泥粘合管汇柱(70R)和套管鞋(16)的任何相关联的机械完整性测试，且放置盐惰性缓冲物流体之后，可初始使用间接方法将水注入溶液开采(1)空间(1B、1C、1D)。间接方法穿过中间同轴通道(24)注入水，穿过最内部通道(25)和内管道柱(2)下端中的孔口(59)返回。之后，直接方法可用于穿过最内部通道(25)注入水至流动转向交叉(21)(如图38中所描述的)，也可用于在最终注水泥的套管(3)鞋(16)和水平面(117)之间注入和封闭盐惰性缓冲物流体；可使用流动转向钻孔选择器(图35～36的47A)选择性控制流动转向交叉(21)。在通过较小直径的洞穴顶板的较快过滤形成足够的体积之后，可使用在较小直径的顶板和水界面之间的缓冲物降低水界面(117)，可用作在同时储存和溶液开采(1S)过程中的储存空间(147)。其中在水界面下方，流动转向孔选择器可用于选择性放置水以溶液开采(1)较大直径的洞穴，在该过程中不溶的岩层可落下且在洞穴的底部积聚(1E、1F和1G)。在用于通过阀门树(10A)提取的孔选择器下方，饱和的盐水可进入内管道(2)中的孔口(59)，且可跨越至中间通道(24)。

通过使用穿过最内部通道(25)的新鲜水的直接循环，方法(CO3)可用于形成穴壁(1B)内的初始空间，且使用在外柱(2A)下端上方的最低水界面(117)使盐饱和的盐水穿过同轴通道(24)返回。可选择地，可从穿过同轴通道(24)至最内部通道的水循环间接地形成穴壁内的初始空间，在该过程中可穿过任一通道(24、25)周期性地注入盐惰性流体缓冲物，且通过套管鞋(16)封闭该盐惰性流体缓冲物。

在初始不溶的体积之后，通过直接或间接循环和可控制水界面的盐惰性流体缓冲物的调节可形成用于同时储存和溶液开采(1S)的不同的初始洞穴体积形状(147)，其中通过注入选择性升高水界面或通过管汇交叉(23)移除水界面。虽然在完成溶液开采后从来没有两个洞穴具有相同的形状，但通过本发明可形成任何传统的设计形状，例如图10、13和14的方法可用于更快地形成缓冲物储存体积(图13和14的147)，且可进一步用作过滤缓冲物以用于随后的溶液开采作业(1)。

盐溶解的传统的经验法则是：洞穴顶部的过滤速度是洞穴侧壁的两倍，且洞穴侧壁的过滤速度是洞穴底部的两倍。洞穴形成的传统方法(图8的CM4)包括首先在它的最深水平处扩展洞穴的宽度，然后向上进行以完成洞穴的形状。其中，本方法(CO3)可用于形成可用于储存和缓冲的较小的体积，之后可通过传统方法或使用盐水和储存层的方法实施方式(图75～76和80～83的1T)继续洞穴侧壁(1A)的溶液开采。

液体储存通常是体积依赖性的，具有体积的每单位的高单位值。且盐穴通过优选使用可与气体储存一起使用的本发明的液体储存方法(图75～76和80～83的1T)。气体储存在气密盐穴中对于在较短的交换阶段增加周转次数是有利可图的，参见图78中描述的回转体积使用，其中，可能由于仅专用于气体储存的更高效率的盐穴储存空间的较高投资成本，因此仅一部分洞穴具有传统上被留给低效的废弃砾岩储层的较大季节性波动。不同方法(图75～76和80～83的157、CO1～CO7、1S和1T)可用于组合液体和气体储存。

建造方法(CS4)管汇交叉(23F)可用于例如在没有钻机干预的情况下进行溶液开采和气体储存作业(1S)。通过首先以洞穴室较快的溶解速率向上轴向溶液开采较小直径的洞穴形成较小的洞穴体积(147)，该较小的洞穴体积(147)可用于形成气体交换缓冲物体积(147)。之后，在例如置换盐水的周末较低使用时段中通过储存的气体体积可降低水界面，且在日常峰值需求中注入新鲜的水以从底部向上溶液开采穴壁(1A)至较大直径来释放水界面。通过新鲜的水注入、盐水产生和在盐水和储存层之间的u-管管道设置之间的置换方法(图75～76和80～83的1T)有助于储存的缓冲物产品提取和相关联的压力。

图13和14描述了组合的碳氢化合物作业方法实施方式(分别为CO6和CO7)的正视示意图，组合的碳氢化合物作业方法实施方式可与传统钻井设计(CM5)一起使用，包括并入本发明的一个或多个设备的传统设计以溶液开采不同的洞穴设计形状，同时在盐矿穴的壁(1A)内储存有价值的生产的例如碳氢化合物气体。该图示出了较小的洞穴缓冲物储存空间(147)，首先为了在使用工作压力(WP)的溶液开采作业(1)的过程中同时储存作业(1S)的目的，可溶液开采较小的洞穴缓冲物储存空间(147)。工作压力(WP)可用于在穴壁(1A)扩大的过程中选择性控制基本水界面(117)。

现在参考图9～10、12～14、76和80，这些图描述了可与本发明一起使用的中间和最终洞穴设计形状的不同的实施例。在同时储存和溶液开采(1S)过程中，可形成用于储存缓冲物的初始体积(147)。之后，通过盐惰性缓冲物的设置及管汇交叉(23)和流动控制装置的选择性设置，选择性控制基本水界面(117)，从而可形成随后的洞穴形状(1B、1C、1D)，直至达到最终穴壁(图9～10、12～14、76和80的1A)的设计体积。

建造方法(CS4～CS7)可与需要地下井(例如类似于图3和6中描述的那些废弃储层)的任何储存设施一起使用，其中地下井用于储存产品的流体交流。储存界限(图3和6的1A)示出地质特征，诸如四通倾斜封闭储层或传统矿井的壁或溶液开采的盐穴(如所述)。其中，可需要用于储存的产品地下阀门，从而引起通过膨胀或蒸发渗漏的显著风险。

组合的储存和溶液开采方法(1S、1T、CO3～CO7、157)可与任何地下盐穴储存设施一起使用。本发明可用于组合液体和气体储存穴，其中较高单位值的产品(诸如液体碳氢化合物储存)通常不予碳氢化合物气体盐穴储存组合，较高单位值的产品传统上被饱和的盐水而不是水置换，且具有不需要短期峰值负荷驱动的储存值。其中，通过短期峰值水平支配经济因素，短期峰值水平需要来自在初始脱水后通常不再注满的洞穴的设计体积的仅小部分。

较高单位值的液体产品通常需要比例如压缩的产品(如碳氢化合物气体)更低的经济总量反转或转变，具有两个不同的需要周期，包括：储存体积的小部分的每日或每周使用以管理峰值需求和在较长时间范围内出现的季节需求，在洞穴的最大和最小工作压力之间循环整个工作储存体积。典型地，与例如废弃的储层相比，建造包括许多相互连接的洞穴的大型地下盐穴气体储存设施的资本成本对季节性需求是更经济的，因为资本投资在较长投资上是具有较高回报的。因此，盐穴储存传统用于每日和每周需求的峰值水平，其中每单位产品的较低值的季节性反转不能在经济上证明建造投资或沉没成本投资，因为必须留在洞穴内以维持最小工作压力的缓冲气体的有效体积支撑盐穴的顶板。

所以，资金密集型较小和效率较低的废弃的砂岩储层气体储存典型地用于季节性需求，同时气密性盐穴通常用于峰值水平的每日或每周需求，通常防止液体和气体碳氢化合物储存设施的反季节性需求储存组合的结合。

本发明的方法的实施方式可用于降低建造和操作液体和气体储存设施的成本。例如，通过在单个钻井检查下建造钻井，或通过在没有进一步钻机检查的情况下，为具有液体碳氢化合物、水和/或盐水的气体储存的季节性再注满提供加压的安全壳，本发明的实施方式可降低成本。通常需要进一步的钻机检查，用于穿过表面下安全阀门的脱水柱的设置和移除。成本的另外降低包括：使用例如海洋以为较大设施提供多个更有效的气密性储存穴，来经济地供应水，及处理盐水，其中气密性储存穴可用于经济地供应峰值水平和季节性的气体需求。

传统设计包括例如至图13和14中描述的单个洞穴的双井。这些图中示出了两个或更多个管道柱(2)，及接合至相关联的井头(7)和海下或表面阀门(64)树(10)的可选择性控制的地下阀门(74)。海下或表面阀门(64)树(10)可用于选择性控制盐惰性流体和水的注入，以形成缓冲物储存体积(147)。随后，缓冲物储存空间的工作压力(WP)可用于选择性控制用于地下储存作业(1S)的基本水或流体界面(117)，同时进行溶液开采(1)。例如，碳氢化合物气体可在周末储存在上缓冲物体积(147)内，从洞穴推动饱和的盐水，然后当将水注入洞穴以溶液开采洞穴的下端且减小由于产品撤出所导致的工作压力(WP)降低时，在工作日峰值需求时从储存释放碳氢化合物气体。

最初，任何盐惰性流体(其后跟随的是任何储存有价值的盐惰性流体，例如柴油或碳氢化合物气体)可通过注入和在最终注水泥的套管鞋(3、16)和基本水界面(117)之间的较低特定重量的漂浮而被困住(trappable)，可用于选择性控制盐溶解(1)。例如，氮气可用于形成初始的储存缓冲物体积；之后，对不同消费需求有价值的碳氢化合物可用作储存作业(1S)的盐惰性流体，或者由风能产生其对于释放至驱动发电机的气动发动机有价值的压缩气体可在溶液开采(1)的同时用作储存作业(1S)的盐惰性流体。

涉及洞穴顶板的支撑和洞穴内的工作气体压力的传统理论使用类似于图10和14的那些的形状(1D)，以提供能够比例如图9、10、12和13的形状具有更低工作压力的弓形盐矿顶板。本发明的设备和方法可用于任何洞穴形状和工作洞穴的压力。通过在组合作业(1T、CO3～CO7)过程中的新鲜水的注入、盐水产生和/或盐水置换可使与不同洞穴形状相关联的较高和较低工作压力(WP)是部分可控制的，以在储存产品释放的过程中帮助维持洞穴压力，其中产品储存驱动水界面(117)及相关联的盐水的提取和/或脱水。

用于水的注入和饱和盐水的提取的不同方法可用于选择性控制基本水界面(117)。例如，在控制阀门(图6、9、10和12的74)之间的管汇交叉(图6、9、10和12的23F)内接合的气体储存作业(1S)泵(图29的69A)可通过压缩气体的释放进行操作，以将水泵入加压(WP)洞穴内用于溶液开采(1)作业，同时从储存释放膨胀的压缩气体。可将压缩气体注入洞穴用于将饱和的盐水从洞穴推出，且通过轴向地下泵(图29的69A)的反向作业帮助脱水作业的工作压力(WP)用于辅助盐水提取。

可使用其它不同的溶液开采(1)和储存作业(1S)，包括：使用例如用于水供应和盐水处理的海洋及/或用于盐水和储存层之间流体交流的u-管管道设置方法(1T)，通过用新鲜的水填充体积(147、1B、1C、1D)来频繁、间断或季节性提取和清空洞穴内储存的流体，新鲜的水通过计算的盐的溶解完全饱和最大洞穴设计直径的公差内的壁厚度。

在可压缩的流体储存作业中，地下气体储存井和洞穴内的工作压力和工作体积可不变的关联在一起，其中为了传统气体储存设施的寿命，大的初始体积的缓冲气体必须维持在洞穴内以维持最低工作压力，该最低工作压力对于防止盐蠕变从而不利地影响储存空间和/或盐穴顶板的稳定性是必需的。

方法(1T、CO3～CO7)的实施方式可用于有利地影响通常在井头测量的工作体积；其中，工作体积包括工作气体体积和缓冲气体体积的总量，对于维持盐穴的稳定性和/或用于延长与膨胀气体降低的钻井设备的有限热力学相关联的撤出时间段是必需的。增加的可用的工作体积可通过从例如海洋或盐水和储存层向洞穴体积填充水或盐水，同时使用阀门控制的管汇交叉(图6、9、10、12和21～26的23F)或具有两个管道柱的传统钻井设计而获得，可用于选择性控制水、盐惰性和/或有价值的储存流体的注入，同时提取盐水或有价值的储存流体。方法(1T、CO3～CO7)的实施方式可用于控制储存的流体的注入和/或提取的压力、体积和温度热力学结果的至少一部分，同时清空洞穴，或用水或盐水填充洞穴。

现在参考图10，示出了建造(CS5)和组合的碳氢化合物作业(CO4)方法实施方式的正视地下截面示意图，建造(CS5)和组合的碳氢化合物作业(CO4)方法实施方式使用了管汇柱(70T)，管汇柱(70T)具有在穿过盐矿的钻孔岩层通道(17)内的管汇交叉(23F、23S)。图中示出的实施方式包括：使用传统水泥保持器或可膨胀的水泥封隔器(139)及管汇交叉(23S)，管汇交叉(23S)适应于传统水泥台套管(cementstagecollar)(123)用于进行与滑动侧门相似的功能，其中在穿过从最内部钻孔至外管道柱(2A)延伸的径向通道管道的水泥灌浆之后可关闭水泥开口，使用套管鞋(16)将管汇柱(70T)接合至穿过地下岩层(52)的通道。套管鞋(16)可包括可膨胀的水泥封隔器(139)，穿过设置且水泥粘合(20)在转向套管(14)内的中间套管(15)用水泥将水泥封隔器(139)粘合至适当位置，转向套管(14)在它的上端具有井头(7)。

将阀门树(图12的10A)接合至井头(7)的上端后，组合作业(1S、CO4)方法可包括：通过封闭注入设置初始水界面缓冲物，一旦通过在中间同轴通道(24)内的轴向向下间接循环，且穿过内管道柱(2)内的下端孔口(59)，建立初始直径，则使用加快的穴顶板过滤速度形成储存缓冲物体积(147)。通过在空间(147)或缓冲物上端内的溶液开采、注入和储存盐惰性储存流体(1S)的组合作业，可继续方法(CO4)，以降低水界面，用于扩大初始洞穴的直径。同时，进一步进行穿过最内部通道(25)至管汇交叉(23S)的不同径向通道(75)的间接和/或直接循环，用于扩大较低洞穴形状(1D)。具有穿过最内部通道(25)返回的盐水的同轴通道(24)内水向下的间接循环是可以改变的。在形成初始体积(147)后，使用例如流动控制装置(诸如塞子)，使水在最内部通道中向下直接循环至选择的堵塞深度，其中流动控制装置用于使流动转向穿过管汇交叉(23S)以向下降落穿过储存缓冲物至水界面。通过间接循环从穿过管汇交叉(23C)的缓冲物重新取回储存的产品。后续的组合作业(CO4)可包括例如改变气体储存峰值需求交易和溶液开采作业(1S)，其中设计倾斜的洞穴顶板，以清空水的洞穴且重新填充该洞穴，这解释了直至达到最终壁(1A)的形状在壁和顶板之间存在的不同盐溶解速度。之后，组合作业方法(CO4)的实施方式可包括：例如用于使用洞穴较小部分的气体的峰值水平交易，重新填充洞穴用于季节气体储存，且补充由于岩层过载压力产出的天然盐蠕变，伴有后续季节性的盐溶解。

可用于多个较短传统流动控制装置(图39～41的61)长度的多个较小直径径向通道管汇交叉(图42～44的23S)提供了用于深度临界调整的手段。当溶液开采作业遇到意外的地下盐矿特征时，或其中水的高注入速度扩增至穿过多个管汇交叉(23S)的不同深度之上，而不是穿过在单一深度处的大钻孔的注入，多个较小直径径向通道管汇交叉(图42～44的23S)是必需的。

可包括各种较大的钻孔管汇交叉(例如图38的23Z)，用于声纳测量装置，以退出进入空穴的管汇柱，从而进行声纳测量。可选择地，可通过管汇柱管道进行测量，以调整溶液开采作业，且处理在溶液开采过程中遇到的意外的地下特征。

现在参考图11和12，示出了建造(CS6)和组合碳氢化合物作业(CO5)方法实施方式的正视地下截面示意图，可用于管汇柱(76N)和管汇交叉(23F、23T)。该图示出了腔体接缝(43)最终套管(3)，最终套管(3)可用水泥粘合在转向(14)套管内，用于形成单个主钻孔(6)和用于阀门树(10A)接合的井头(7)。该图示出了多个岩层钻孔(17)，已穿过盐矿(5)钻出多个岩层钻孔(17)以在它们的下端相交。该图包括具有吊架和生产封隔器(40)的多个管道柱(2)尾管(19)，吊架和生产封隔器(40)与腔体接缝(43)出孔管道(39)接合，之后管汇交叉(23F、23T)组件可与例如封隔器锚连接(137)。封隔器锚固定至具有阀门树(10A)的生产封隔器(40)，阀门树(10A)可接合至井头的上端，固定各管道柱(2、2A、3和14)的顶部。

组合的地下储存和溶液开采方法(CO5)可用于将新鲜的水注入(31)左侧钻井中，且穿过右侧钻井返回(34)。其中，管汇交叉(23T)内的塞子(25A)可转向从右侧钻井进入同轴通道(24)的流动，以进入在上管汇交叉(23F)内的流动控制装置(61)上方的最内部通道(25)。上管汇交叉(23F)可包括例如塞子(图15的25A)或流体泵(图29的69A)。塞子或流体泵可用于转向或选择性控制穿过地下阀门(74)控制的上管汇交叉(23F)的流体流动，其中通过阀门树(10A)的阀门(64)进一步选择性控制流体交流。

如果管汇交叉(图10的23S)适应于水泥台工具(图10的123)，且水泥封隔器(图10的139)用于密封任一洞穴烟囱或其两者，则水和盐惰性流体可注入(31)或封闭在生产封隔器和套管鞋(16)下方，或水和盐惰性流体可注入(31)或封闭在通过钻井退出腔体接缝(43)形成的任一洞穴烟囱或其两者内。当基本水界面(117)向上轴向移动时，左侧管道可相继用于(140)调节中间穴井内水设置的水平，且提供无限制的声纳测量。

退出腔体接缝(43)的一个或两个钻井可用于过滤盐惰性储存缓冲物流体体积(图10、13、14、76和80的147)，且可在组合作业(CO5)过程中进一步用于储存流体。液体界面(117)通过工作压力是可选择性移动的，且当通过盐溶解形成洞穴体积(1B、1C、1D)时，可向上升高界面(117)。在洞穴底板处聚集(1G)的不溶性物质内，提取细颗粒和小的固体，且通过渗透性(图2的132)形成较大颗粒(133)的过程中，经穿过右侧钻井管道(2)中的孔口(59)的提取，水不溶性岩层可落下，且在洞穴下端聚集(1G)。

现在参考描述不同优选实施方式(1S、CS1～CS7、CO1～CO7、1T、157)的图3、5～6、9～14、76和80～83，其中描述的不同方法和设备是可使用的且与本发明的各种其它方法和设备组合，以形成其它实施方式，在用于从单个主钻孔(6)的一个或多个基本碳氢化合物和/或基本水井的建造和和/或碳氢化合物作业、储存或溶液开采的过程中，该其它实施方式可用于选择性控制压力。

通过各种描述的建造(CS1～CS3)和组合作业(CO1～CO2)方法所展示的，本发明可用于完成通过单个主钻孔(6)从完井至一个或多个钻井进行的各种作业，且进一步适用于进行例如穿过用于酸清除的完井柱的流体的任何压力控制的循环、基质酸化压裂刺激(matrixacidfracstimulation)或支撑剂压裂刺激、砾石充填、射流泵作业、气举作业，或通过一般需要使用例如连续油管循环的完并柱的其它流体作业。

现在参考图15和16，分别描述了传统电塞子(25A)和电钻机(4A)的视图。该图示出了可通过与电线或钢丝(4A)钻机(4)的电缆(11)接合设置的流动控制装置(61)，用于设置在穿过地下岩层的通道内以选择性控制加压的流体流动。钻机(4)具有用于穿过接合至阀门树(10)顶部的注油器(8)和井喷防护器(9)运输的提升(12)设备，阀门树(10)固定至与管汇柱的最内部通道交流的井头(7)。描述了流动控制设备(61)的不同实施例，且流动控制设备(61)包括：具有可接合电缆的连接件(68)和芯轴(89)的塞子(25A)，跨装结构(图39～44的22)，孔***塞(图27～28的128)，泵(图29的69A)和钻孔选择器(图37的47、图35～36的51～53和47A)。流动控制设备(61)可设置、用于本发明的最内部通道(25)，且可从本发明的最内部通道(25)中取出，以选择性控制加压的流体流动，其中也可使用其它传统装置和本发明的流动控制装置。

现在参考图17、21、32、38、42和71，图中描述了平面视图，其中用虚线表示另外的管道(2B、2C、2D)，可用于形成另外的同轴通道(24A、24B、24C)。同轴通道(24A、24B、24C)可与其它管汇交叉(例如图17～20的23C，图21～26的23F，图31～34的23I，图38的23Z，图42～44的23S和图71～73的23V)接合，以形成其它各种管汇交叉实施方式(23)和/或管汇柱。以与图31的管汇柱(70W)相似的方式，可将与各管汇交叉接合的任意数量的另外的同轴管道和/或管道柱配置成各种设置，以使用横跨最内部通道设置的阀门选择性控制穿过多个同轴通道的加压流体混合物的流动，从而穿过最内部通道利用可用于运输流动控制装置(61)的剩余物。

至于图17～20，示出了管汇交叉(23C)实施方式的各种视图，描述了在膨胀直径外同轴管道(2A)的上端和下端上的同轴管道(2、2A)，具有有角度设置的用于相对高流动流速的壁，且具有扩大的内直径以形成相同或较大的截面流动面积，以例如降低管汇交叉(23C)壁发生腐蚀或截留的风险，管汇交叉(23C)壁可用于形成阀门控制的交叉(例如图21～26的23F)的实施方式。

现在参考图17，示出了管汇交叉(23)实施方式(23C)的平面图，其中线A-A与图18相关联。图中描述了在围绕最内部通道(25)的中间同轴通道(24)内形成的流体分隔的中间同轴通道(24X和24Y)。

图18描述了沿图17的线A-A的正视截面图，例示了管汇交叉(23C)。该图示出了：终止于下端壁的左侧流体分隔通道(24Y)，下端壁用于穿过下径向通道(75)转向流体交流；及终止于上端壁的右侧流体分隔通道(24X)，上端壁用于穿过上径向通道(75)转向流体交流。在容器(45)内的流动控制装置(例如塞子(图15的25A))的接合可有效转向从同轴通道(24)至最内部通道(25)的流体交流，反之亦然，其中容器(45)位于上下径向通道(75)孔口(59)之间。

现在参考图19，该图描述了沿图17的剖面线A-A的图18的投影视图，具有与管汇交叉(23C)的图20相关联的细部线B。该图示出了可在管汇柱的管道柱(2、2A)的管道之间接合的管汇交叉的端部(90)，其中最内部通道可用于穿过该柱运输流动控制装置。图中示出中间同轴通道(24)流体分隔成流动流通道(24X和24Y)，以当流动控制装置与径向通道(75)孔口(59)之间的容器(45)接合时，使流体交流从最内部通道(25)转向同轴通道(24)，反之亦然。管汇交叉(23C)可与阀门控制的管汇交叉(图21～26的23F)一起使用，其中阀门控制管路通道(141)可设置于流体分隔通道(24X、24Y)之间的壁内，用于同轴通道(24)内的持续性或用于与柱的外部接合(如图17所示)。

图20描述了在图19的细部线B内的管汇交叉(23C)的一部分的放大视图(虚线示出隐藏的表面)，且进一步例示了在围绕且环绕径向通道孔口(59)的通道(24、25、24X、24Y和141)的设置，径向通道孔口(59)连接由内(2)和外管道(2A)形成的通道(图18的24、25)。

图21～26描述了阀门控制的管汇交叉(23F)实施方式的不同视图。图中包括可适合地下使用的传统阀门(74)。示出的阀门例如为故障安全挡板(127)类型的表面安全阀门，具有控制管路(79)。控制管路(79)可接合至管汇交叉(图17～20)的上下端(图17～20的90)，以形成阀门控制的管汇交叉(23F)，具有在较大管汇柱的管道(2、2A)之间可接合的上下端。

现在参考图21、22和23，图中分别描述了阀门控制的管汇交叉(23F)的平面视图、正视截面剖面视图和等距投影视图，断线示出沿图21的线C-C的图22截面被移除的剖面，且投影以形成图23的等距视图，其中细节线D、E和F分别与图24、25和26相关联。图中示出了挡板(127)类型的阀门(74)，可穿过阀门(74)运输流动控制装置，且可穿过阀门(74)将塞子(25A)流动控制装置安装在容器(45)内，以转向上部最内部通道(25)之间的流体交流，穿过上部径向通道(75)和流体分隔的同轴设置的通道(24X)，至下部中间通道(24)。同时，可穿过上部同轴通道(24)转向流体交流，穿过流体分隔的同轴通道(24Y)和下部径向通道(75)，至下部最内部通道(25)。可通过上下阀门(74)和控制管路(79)选择性控制向流体交流的流动流的流体流动。

图24描述了在图22的细节线D内的管汇交叉(23F)一部分的放大视图。图中例示了具有可与挡板(127)接合的流动管(142)的上部传统挡板(127)阀门(74)，挡板(127)被活塞(143)推动，迫使轴向向下穿过控制管路(79)以使阀门保持打开状态。控制管路(79)中水压的丢失可释放活塞(143)力，且弹簧(144)可用于通过挡板辅助封闭下的压力关闭阀门。阀门可接合至内同轴通道柱(2)，且包含在外同轴管道柱(2A)内，下部阀门控制管理通过同轴通道(24)，或可选择地在如所示的组件的外部上。

以与管汇交叉(23C)类似的方式，管道柱(2、2A)的直径在任何受限的空间内是可调节的，以适应截面积的丢失。例如，图21～26的管道2A的直径是可增加的，以提供经过阀门(74)体的改善的流动性能，阀门(74)体延伸进入且部分阻止所描述的同轴通道(24)。

现在参考图25，示出了在图23的细节线F内的管汇交叉(23C和23F)的一部分的放大视图。图中描述了塞子(25A)的电缆可接合的连接件(68)，塞子(25A)配置穿过且接合在上部最内部通道(25)中，以转向从最内部通道至上部径向通道(75)孔口(59)的流体交流。

图中示出了控制和/或测量管路(79)，使用穿过在流体分隔的通道(24X、24Y)和中间同轴通道(24)之间的壁的水力信号或电信号通路，或可选择地通过接合至外柱(2A)的外部直径，控制和/或测量管路(79)可用于例如操纵下部阀门(74)和操纵在溶液开采和/或地下储存缓冲物作业中用于基本水界面的测量装置。控制或测量电缆或管路(79)可穿过同轴管道(2和2A)之间的同轴通道，或进入围绕管汇交叉(23)的环绕通道中。

类似的设置可用于使控制和/或测量管道或电缆管路(79)从周围的通道(图3、6和9～12的55)穿至同轴通道(图3、6和9～12的24)中，以旁通例如封隔器(图3、6和9～12的40)。之后，当电缆设置在穿过地下岩层的通道(图3、6和9～12的52)内时，电缆可重新进入环绕通道，且被束牢至组件。

图26描述了在图22的细节线E内的管汇交叉(23C和23F)的一部分的放大视图。图中例示了从下部最内部通道(25)至径向通道(75)孔口(59)转向流体交流的塞子，控制管路(79)退出在外管道(2A)内部和外部的流体分隔的通道(24X、24Y)之间的壁的底部。

现在参考图27和28，图中分别描述了孔***塞实施方式(128)的具有线G-G的平面视图和沿线G-G的正视截面剖视图。图中示出了具有外直径密封件(66)的壳体(114)，在相关联通道端部的上下孔口(59)，其中相关联通道可用于管道或电缆(图15的11)的通过。孔口(59)通道可为密封的，或提供部分流体交流以帮助方法内的设置、移除和使用。使用的方法包括例如在最内部通道孔口之间的管汇交叉(23C、23F、23I、23T、23Z)容器内的设置。其中，如示出的芯轴(89)的连接件可与容器接合，以当电缆或管道穿过流动控制装置(61)孔***塞(128)和最内部通道使，转向全部或部分流体交流从最内部通道至跨越在中间和最内部通道之间的孔***塞上方和下方的径向通道流体流动流。在例如图3和6的平衡不足电缆穿孔作业，图3的平衡不足缠绕管钻井作业，或图9～14的溶液开采和组合作业方法中阻塞管汇柱的不溶物的缠绕管清除过程中，抵抗上下活塞表面的不同的压力可用于设置和/或保持孔***塞(128)在适当位置，或帮助它的移除。

图29描述了具有用于穿过最内部通道设置和移除的电缆连接(68)的流体发动机和流体泵(69A)流动控制装置(61)的等距视图。该泵可在不同管汇交叉(例如23C、23F、23I、23T、23Z)中的容器内使用，上下流体涡轮机(112)可设置在交叉流体交流通道之间。来自一个流体混合物流动流的能量可通过连接两个涡轮或叶轮(112)设置的轴部分传递至另一流体混合物流动流。例如，来自地储存洞穴的气体膨胀驱动一个叶轮，也驱动另一叶轮，可用于将水泵入储存洞穴用于溶液开采作业，相反地，在溶液开采过程中泵入洞穴的流体帮助储存流体或从洞穴提取盐水。例如，通过降低储存气体的减压可降低气体膨胀的温度，从而在最低设备作业温度上关闭进之前，延长在洞穴季节性压降过程中获得的撤出时间段。如果需要叶轮之间不同的转动速度，例如当穿过一个涡轮的膨胀气体驱动另一个具有较高转矩要求的液体泵叶轮时，可在壳体(114)内使用传动装置，诸如行星齿轮传动装置。

现在参考图30和31，图中示出了形成图30的管汇柱(70U)实施方式的图21～26的管汇交叉(23F)的示意图，及可与管汇交叉(图32～34的23I，图6、11～12和54～58的23T，图38的23Z，图10和42～44的23S，及图71～73的23V)组合、且可配置在不同装置中以折转图31的阀门控制的管汇柱(70W)实施方式的管汇交叉(图21～26的23F)。图中包括具有多个阀门(74)配置的各种可用的流动通路和流体混合物流动流变化体，其中也可能有使用另外管道、通道和阀门的其它实施方式。

图30的管汇柱(70U)描述了流动流F1，流动流F1在下端同轴通道(24)内向上轴向流动，且在流动控制装置(61)上方、上部阀门(74A)的下方跨越至上端最内部通道(25)。此外，图中示出了流动流F2，流动流F2在上端同轴通道(24)内向下轴向流动，且在流动控制装置(61)下方、下部阀门(74B)上方跨越至继续穿过上端最内部通道(25)。

图31的管汇柱(70W)描述了流动流F1，流动流F1在上端最内部通道内向下轴向流动，且在上部流动控制装置(61)上方、上部阀门(74A)下方跨越至下端同轴通道(24)。此外，图中示出了流动流F2，流动流F2在下端另外的同轴通道(24A)内向上轴向流动，且在下部流动控制装置(61)上方、下部阀门(74C)上方跨越至最内部通道(25)，且再次在上部流动控制装置(61)下方跨越至上端同轴通道(24)。进一步地，图中包括流动流F3，流动流F3向上轴向穿过下端最内部通道(25)，且在下部流动控制装置(61)下方跨越至继续穿过上端另外的同轴通道(24A)。通过最内部通道(25)的可选择性控制阀门(74A、74B、74C)可控制所有流动流(F1、F2、F3)。

现在参考图32、33和34，图中分别示出了具有另外中间同轴通道的(图32的24A、24B)的管汇交叉(23I)实施方式的平面图、正视截面图和等距投影视图，其中虚线示出隐藏的表面，断线示出沿图32的线H-H的图33截面的移除剖面，且被投影以形成图34的等距视图。图中示出了形成可用于流体交流的最内部通道(25)、中间同轴通道(24)和另外的中间同轴通道的内部管道(2)、中间管道(2A)和外管道(2B)。

依赖于在可通过径向通道(75)流体连接的最内部通道(25)和同轴通道(24A)之间的中间通道的数目，一个(24X)或多个(24Y)流体分隔的通道可穿过管汇交叉(23I)，而不需要转向至一个(24)或多个上下中间通道之间的流体交流。第三流体分隔的通道(24Z)可从同轴通道(24A)、穿过径向通道(75)孔口(59)与位于用于流动控制装置接合的容器(45)的相对侧的最内部通道(25)流体交流。在径向通道孔口(59)之间的容器(45)内的流动控制装置的接合可用于转向或使全部或部分流体混合物流动流跨越，流体混合物流穿过最内部通道(25)和流体接合(59、75)的同轴通道(24)交流。

图35和36分别描述了流动控制装置(61)钻孔选择器(47A)的实施方式的具有线I-I的平面图和沿线I-I的正视截面视图，断线示出被移除的部分。描述的实施方式可用于选择性转向流体流动和/或穿过多个孔口的其它流动控制装置。图中示出了分支至具有转向表面(87)的多个孔口(59)的上部跨装结构(22)壁，孔口(59)可与腔体接缝(图38的43)另外孔口一起使用以交流装置和/或流体。钻孔选择器(47)可接合在用于设置的容器(45B)处，芯轴(60)可接合至相关联的容器(图38的45)。上下跨装结构(22)壁可用于控制周围管道孔口(图38的23、59)的流动，流体通道穿过例如内部一通阀门(84)或其它内部流动控制装置(61)以帮助钻孔选择器的设置、移除和/或使用。

现在参考37，示出了钻孔选择器(47)和流动控制装置(61)的沿线J-J的正视截面图上方的具有线J-J的平面图，断线示出被移除的部分。图中示出了用于穿过钻孔选择器孔口(59)的流体或装置的转向表面(87)，钻孔选择器孔口(59)可与相关联的腔体接缝(例如图38的43)对齐，其中转向表面(87)壁可阻断接近与最内部通道轴向对齐的另外的孔口和出孔，和/或其它径向设置的另外的孔口。钻孔选择器(47)外壁的延伸还可形成跨装结构(22)，形成的跨装结构(22)可用于阻断邻近的管汇交叉孔口(图38的23、59)。

现在参考图32～34、38和42～44，图中描述了管汇交叉(23)，管汇交叉(23)可用于转向最内部通道(25)之间的流动，穿过中间同轴通道(24)，至向外径向设置的通道，诸如另外的同轴通道(24A)或围绕外管道(2A)的通道。径向通道(75)包括流体分隔的通道(24X、24Y)或管道(39)的钻孔。

图38描述了在管汇柱(70G)内的管汇交叉(23Z)实施方式的沿线K-K的正视截面视图上方的具有线K-K的平面图，断线示出被移除的部分。图中例示了腔体接缝(43)，具有在封闭同轴管道(2A)处被截断的三个径向设置的出孔管道(39)，形成穿过径向通道孔口(59)至腔体(41)接合的径向通道(75)，腔体(41)用于形成最内部通道(25)，第四出孔管道(39)与上部最内部通道(25)轴向对齐，示出上部最内部通道(25)接合至下端内部管道(2)，且同轴设置在同轴管道(2A)内。图中示出了具有流动转向器(21)的管汇交叉(23Z)，且管汇交叉(23Z)的端部可在管汇柱(70G)的管道之间接合。

实施例管汇柱(70)具有在腔体接缝(43)轴向下方的多个邻近的通道孔口(59)交叉(23)，相关联的容器(45)用于接合流动控制装置，诸如钻孔选择器(图35～36的47A或图37的47)或跨装结构(图39～41的22)。通过阻断最内部通道(25)的一部分，该装置可从最内部通道(25)转向流体，穿过邻近的通道孔口(59)交叉(23)，至同轴通道(24)；或通过跨立于孔口(59)，该装置可防止通道之间的交流。

实施例流体混合物流动流装置包括穿过上端最内部钻孔(25)注入(31)流体，且使用钻孔选择器(图36～36的47A)转向该流体，穿过三个径向通道(75)至通道围绕的外管道(2A)。穿过下部最内部通道(25)的流体流动(34)可在邻近通道孔口(59)处、钻孔选择器的下方跨越，且在同轴通道(24)中继续轴向向上(34)。

现在参考图39、40和41，图中分别描述了用于例示可用作钻孔选择器(47A)的适应的现有技术的流动控制装置(61)的平面图、截面图和放大细节图，具有图40截面图的细节线M内的部分，图40截面图沿图39的线L-L，且被放大在图41中。图中示出了具有流动控制装置连接(96)的跨装结构(22)，流动控制装置连接(96)被描述为例如具有弹簧(144)锁定装置的嵌入式芯轴(60)，以防止在流体交流过程中移位。设置容器(45B)可用于穿过用于与相关联的容器接合的最内部通道接合和运输设备。

当阻断管汇交叉(例如图42～44的23S)的孔口时，跨装结构(22)部分内孔(25)可用作径向通道；或者，内孔可打开，或被部分或完全阻断，以选择性转向流体至跨装结构(22)壁内的孔口(59)，用作固定的节流门和/或防止流动切断的密封表面，在密封表面内接合跨装结构或钻孔选择器。密封件(66)(例如v形密封件(97))可用于阻断经跨装结构(22)壁的流动，或用于穿过防护和/或固定的节流孔口(59)的转向。用于地下使用的任何定向装置(例如栓(key)和狭槽(slot)或螺旋表面)可用于对齐钻孔选择器(47A)固定的具有出孔管道(39)的径向通道的节流和/或防护孔口(59)。

图42、43和44分别描述了管汇交叉(23S)实施方式的平面图、正视截面图和等距投影图，图43截面图沿图42的线N-N，且投影形成图44的等距视图。图中例示了如虚线所示的另外的同轴管道，另外的同轴管道可用于形成围绕同轴管道(2)的另外的同轴通道(图42的24A)。示出同轴管道(2)与适应的腔体接缝(43)接合，用于形成同轴通道(24)，具有内部径向通道(75)的出孔管道(39)穿过同轴通道(24)可在最内部通道(25)和另外的通道(图42的24A)或周围的通道之间流体交流。当组件设置在穿过地下岩层的通道内时形成周围的通道。组件可在管道柱的管道上下端(90)之间接合。最内部钻孔(25)直径的轴向对齐的出孔管道(39)可设置在紧邻径向延伸的出孔管道(39)的下方，其中钻孔选择器(图39～41的47A)可与容器(45)接合以选择性控制穿过径向通道(75)的流体流动，且钻孔选择器(图39～41的47A)可设置穿过轴向对齐的出孔管道用于与气体管汇交叉接合。

流动控制装置(61)可用作钻孔选择器(47A)。例如，图39～41的跨装结构(22)可设置或与内部容器(45B)接合，以接合至管汇交叉容器(45)。流动控制装置可用于形成轴向对齐的径向通道(75A)，轴向对齐的径向通道(75A)可与具有各种密封件(66)的径向延伸的通道(75)流体分隔，密封件(66)包括例如互锁型密封件(97)，可用于孔口(59)周围的压力隔离从而用于防止流动切断和/或流体混合物磨损。图43和44示出了流动控制装置接合(96)，可用于将钻孔选取器孔口(59)定向至钻孔通道。

将图3、6、9～14、16～38、42～44与图45～73进行对比，示出了在单个主钻孔内具有轴向平行和/或同轴管道的不同装置的多个实施方式，可与本发明的管汇交叉一起使用；其中图3、6、9～14、16～38、42～44描述了具有多个上端和下端同轴管道(2、2A、2B、2C、2D、39、148、149)的各种管汇交叉(23)，图45～73描述了具有上端多个同轴管道和下端多个同轴和/或非同轴管道(2、39、148、149、150)的管汇交叉(23)。来自例如传统双孔钻头和阀门树或传统同轴管道井头和阀门树的单个岩层钻孔内的管道可与同轴和/或非同轴管道接合，以形成单个主钻孔，可进一步接合至具有用于形成管汇柱的多个低端管道的管汇交叉和/或腔体接缝。

现在参考图45和46，图中分别示出了等距和放大等距视图，描述了腔体接缝(43)的实施方式，虚线示出具有细节线P和在细节线P内的隐藏表面。描述的腔体接缝(43)包括腔体(41)和接合的(44)出孔管道(39)，最内部通道(25)从腔体底部(42)向下延伸，这可用于建造方法(例如图5的CS2)。钻孔选择器(例如图47的47)可用于钻孔和/或流体交流。腔体接缝的上端(90)可接合至管汇柱的多个同轴管道的管道，下端可接合至多个管汇柱。

图47描述了钻孔选择器(47)流动控制装置(61)的等距视图，虚线示出隐藏的表面，钻孔选择器(47)流动控制装置(61)可与图45～46和48～50的腔体接缝一起使用。图中例示了用于装置和/或流体的转向表面(87)，转向表面(87)与孔口(88)交流。通过与例如可与沟槽容器(65)和相关联的键槽相对齐的容器接合(45B)的设置，孔口(88)可与出孔管道的钻孔接合，沟槽容器(65)和相关联的键槽可固定至腔体接缝的腔体，其中下端接合腔体接缝底部。

现在参考图48、49和50，图中分别描述了具有细节线Q和R的等距视图，在图48的线O内的放大视图及在图48的线R内的放大视图，虚线示出腔体接缝(43)的实施方式的隐藏表面。描述的腔体接缝(43)包括上端(90)和下端套管钻头或扩钻鞋(125)，上端(90)可接合至单个主钻孔的管道，且设置在岩层通道内或用于钻孔岩层通道。放置后，出孔管道(39)可用作初级屏障(149)，用于例如具有次级屏障(148)的尾管吊架或封隔器的接合，次级屏障(148)从腔体(41)向下延伸。流体交流管道(150，如图67中所示)孔口(59)可用于钻孔选择器的对齐或后续腔体接缝的接合，且在钻孔或放置过程中用于穿过与钻头或扩钻鞋(125)相关联的下端孔口(59)的流体交流。放置后，钻孔选择器转向表面可用于放置钻孔组件穿过出孔管道(39)，至在下端的槽式变向器(124)，槽式变向器(124)可进一步用于侧向和流体地分离单个主钻孔下方的分离的井眼(wellbore)。

图51、52和53分别描述了等距视图、向上侧正视图和前正视图，虚线示出流动控制装置(61)钻孔选择器(47)的隐藏表面。描述的流动控制装置(61)钻孔选择器(47)可与具有用于装置和/或流体的转向表面(87)的腔体接缝(类似于图54～58)一起使用，其中流动控制装置接合(96)(示为螺旋形可对齐的芯轴)可用于将钻孔选择器孔口(59)定向至出孔通道。图中包括了转向表面中的最内部钻孔对齐的容器(45B)，可用于钻孔选择器的放置和取出。

现在参考54～58，图中可用作管汇柱(76H)的管汇交叉实施方式(23T)，管汇柱(76H)可用于最小化以高速流动或在高腐蚀环境中流动的摩擦阻力。

现在参考54，图中描述了与图55～58相关联的适应性的腔体接缝管汇交叉(23T)的等距视图。图54例示了具有端部(90)的内同轴柱(2)，外同轴柱(2A)或第二主钻孔管道，端部(90)可接合至单个主钻孔的管道柱。腔体接缝(43)可适应性变化以形成管汇(43A)，外加位于出孔管道(39)和腔体接缝底部(42)之间的容器和径向通道(75)疱(blister)，上外同轴柱(2A)围绕腔体接缝底部(42)延伸且与疱流体接合。

图55和57分别描述了在具有和沿线S-S和T-T的正视截面视图上的平面视图，断线示出与图56和58等距视图中的截面相关联的组件的移除部分，图56和58等距视图示出了图54的管汇交叉(23T)。图中例示了流动控制元件的放置，流动控制元件例如被视为电缆(图16的11)可放置且可取回的阻断塞子(25A)。塞子(25A)可被运输穿过具有钻孔选择器(图51～53的47)转向表面的内同轴柱(2)最内部通道(25)，钻孔选择器(图51～53的47)转向表面可用于使腔体接缝最内部通道转向表面(87)完整，不包括其他出孔。转向流动控制元件可与***状容器(45)接合以阻断穿过出孔管道(39)最内部通道(25)的流体交流。

同轴通道(24)流动流穿过径向通道(75)疱至一个出孔管道(39)通道的下端进行流体交流(F1)，且相对的出孔管道(39)与腔体(41)和腔体(41)最内部通道(25)流体交流(F2)。

通过横跨径向通道(75)的孔口(59)放置跨装结构(没有节流孔口的图39～40的22)，可操作腔体(41)接缝管汇(43A)内来自两个出孔(39)的混合流动。

现在参考图56和58，图中描述了投影等距视图，具有与图55和57相关联的截面及图54的管汇交叉(23T)的断线。图中示出了从围绕流动控制装置(61)的径向通道(75)疱的不同取向角度的等距视图，流动控制装置(61)被示作阻断塞子(25A)。

其它流动控制元件(如压力启动的一通阀门)可用于将来自同轴通道(24)的基本较轻特定重量的流体流注入来自出孔管道的较重特定重量流动流中，以降低第二钻井上的静水压力(hydrostaticpressure)，从而增加流动速度和/或创建平衡不足。

为了进行溶液开采作业，管汇交叉(23T)可用于流体分隔水注入和盐水提取流，维持至最内部通道的通路用于其它装置的运行，其中其它装置诸如隔离装置，或用于测量盐穴形状或进行最住注水泥的套管鞋的机械完整性测试的测量装置。

图54～58的管汇交叉(23T)可与其它管道相适应，其中其它管道包括例如横穿出孔管道(39)的径向通道(75)孔口(59)或至图71～73的同轴和支持管道的邻近通道孔***叉(图38的23)，以形成管汇交叉(图71～73的23V)。不需要位于腔体(41)下方的至支持流动管道(150，如图67中所示)的最内部通道的通路。可选择地，通过使另外的腔体接缝适应于与支持流动管道(150，如图67中所示)对齐的另外的孔口，将另外的出孔管道(39)从2个增加至4个，以提供至它们最内部通道的通路。

现在参考图59～71，图中描述了用于建造方法(CS8)实施方式的各种构造和/或设备。方法(CS8)的实施方式可与多个出孔(39)装置一起使用，穿过具有一个或多个钻孔选择器(47)的腔体接缝(43)可选择性进入出孔(39)装置，钻孔选择器(47)可与相关联的多个另外孔口接合。支持至单个主钻孔或来自单个主钻孔的流体交流的另外的管道(150)可围绕腔体接缝装置的出孔管道设置，以例如进行如下过程：在不需要最内部钻孔通路的情况下，与同轴通道流体交流；或如果初级屏障(149)发生破裂的情况下，对齐钻孔选择器或接合具有大截面积和相关联力的管道装置，其中可获得可使用的次级屏障(148)。

现有技术的可膨胀的金属接缝(如图4中所描述的)和传统多边技术通常用于提供具有初级(2、39、149)和次级(2A、148)管道屏障的钻井分支，相关联的可使用的同轴或环形通道通过流体交流用于监控这些屏障之间的压力。在管道压力屏障之间的同轴通道可用于各种相关联的钻井作业，例如使较高特定重量的压井液流体循环以取代发生故障的初级屏障管道屏障(2、39、149)。

管汇柱(70、76)和/或管汇交叉(23)可用于建造方法(C8)以为单个主钻孔下方的一个或多个钻井提供在这些屏障内和围绕这些屏障的加压流体交流的选择性控制，单个主钻孔穿过单个井头和阀门树以例如提供单个海下采油树(subseatree)，海下采油树可用于气举和/或水注入用于从多个钻井的生产。可选择地，在溶液开采和/或地下储存作业的过程中，应用可包括多个钻井至一个或多个地下储存穴的选择性控制。

图59描述了钻孔选择器(47)、上部腔体接缝组件(145A)和下部腔体接缝组件(145B)的装置(146)的等距视图，例示了建造方法(CS8)。移除上部连接件(137)上方的管道以示出图63～64的钻孔选择器(47)。钻孔选择器(47)可被放置穿过单个主钻孔且可接合至图61和图66～67的上部腔体接缝(43)，钻孔选择器(47)与连接件(137)接合至下部腔体接缝(43)(以图60的平面视图示出)，其中在图62的平面视图中示出了整个组件(146)。

现在参考图60、61和62，图中分别示出了下部腔体接缝组件(145B)、上部腔体接缝组件(145A)和图59的完全组装的装置(146)的平面视图。图中示出了优选建造方法(CS8)，建造方法(CS8)具有图60的腔体接缝(43)，图60的腔体接缝(43)具有与图45～46和48的腔体接缝相似的结构；且，建造方法(CS8)没有用于提供流体分隔的出孔转向表面(87)和最内部通道(25)的出孔内部直径的重叠，最内部通道(25)具有流体交流管道(150，如图67中所示)。流体交流管道可用于与例如来自周向分割的通道通道的流体分隔的通道(24X、24Y和24Z)的流体交流，或用作用于钻孔选择器(类似与图47的那个)的容器。此外，流体交流管道可用于与上部腔体接缝(43)(如图61中所示)接合和/或流体交流。出孔的内直径重叠为可与图63～64的钻孔选择器一起使用的苜蓿叶式形状，以选择最右侧出孔通道，如图62的平面视图所示。钻孔选择器延伸部分(48)的转向表面可接合在苜蓿叶式形状内，以使最右侧钻孔周长完整。

图63、64和65分别描述了图59和62的钻孔选择器(47)流动控制装置(61)的截面的平面、正视截面和等距投影视图，断线示出在沿图63的线V-V的图64的截面中的被移除部分，该部分被投影以形成图65的等距视图。图中例示了延伸至延伸部分(48)的转向表面(87)，在排除其它钻孔的同时用于装置的运输和/或至选择钻孔的流体交流，延伸部分(48)可用于使例如图61的腔体接缝的出孔的周长完整。钻孔选择器(47)可旋转至不同钻孔，且与至容器(图61的45A)的连接件(96)接合。

现在参考图61、66和67，图中分别描述了腔体接缝(43)和建造方法(CS8)的平面、正视截面和等距投影视图，断线示出了在沿图61的线U-U的图66的截面的被移除部分，该部分被投影以形成图59和62的上部腔体接缝组件(43)的图67的等距视图。图中例示了可与单个主钻孔管道接合的上端连接件(137)，及可与例如图59～60的下部腔体接缝的上端或单个主钻孔内的另一组件接合的下端连接件(137)。腔体(41)和出孔(39)可形成在次级管道屏障(148)内的具有下端密封堆叠(66)的初级屏障管道(149)，下端密封堆叠(66)与图60的上端钻孔接合。来自例如下端环形空间的流体可穿过支持流体交流管道(150)进行交流，用于在单个主钻孔上端井头处进行测量(图1的13)，其中下端环形空间与从腔体接缝(图60的43)延伸的井眼相关联。

图68、69和70描述了传统尺寸的管道构造的各种实施例组合的平面视图，分别包括建造方法(CS8)的4个133/8英寸直径、3个133/8英寸直径和两个133/8英寸直径的初级屏障构造，建造方法(CS8)可用于适应性改变图45～46、48～50、54～58、59～62和66～67的腔体接缝。图68例示了在36英寸外直径次级屏障管道(148)内的4个133/8英寸外直径的初级屏障管道(149)，且具有5个5英寸外直径的支持加压流体交流管道(150)。图69描述了在32英寸外直径次级屏障管道(148)内的3个133/8英寸外直径的初级屏障管道(149)，且具有3个6英寸外直径的支持流体交流管道(150)。图70示出了在30英寸外直径次级屏障管道(148)内的2个133/8英寸外直径的初级屏障管道(149)，且具有4个5英寸外直径和2个85/8英寸外直径的支持加压流体交流管道(150)。可重新配置例示的实例性的外直径和内直径以提供不同的加压流体交流速率，且在管道(149、150)的外直径直径且在次级屏障管道(148)内直径内的环形空间还可用于流体交流。

传统钻井建造和作业实践通常强行规定使用传统尺寸的管道以有助于传统工具和设备的使用。该使用包括：可穿过本发明的最内部通道放置的传统流动控制装置，其中133/8英寸外直径管道可一般用于中间套管；且可表现出一概念点，在该概念点之下可获得很多传统设备用于地下压力、设备直径和设备截面积的组合。但是，当使用超过133/8英寸的外直径管道使，施加至较大截面积的管道压力通常产生限制传统设备可用性的大的力。

本发明的建造方法实施方式(CS8)提供了次级屏障(148)，可在初级屏障管道(149)可能发生故障的情况下支持管道和空间装置，可用于选择性控制加压地下流体混合物流动流。例如，在图3、6或12的吊架和封隔器装置或图59～62、66～67和71的腔体接缝内，其中可使用管道(150)控制跨越大截面积的压力，管道(150)可用作固体或管道类型的连接件以固定具有大截面积的管道组件，以用作用于防止跨越大截面积的压力应用的压力均衡通道。此外在初级屏障(149)破裂的情况下，通过例如将管道连接至具有压裂梯度小于次级屏障的地下岩层以形成地下岩层压力释放机械装置，这些大截面积可用作压力释放通道以限制置于次级屏障上的压力。

建造方法(CS8)的压力释放管道(150)的较小的直径和相关联的较高压力速率可使用板，流体分隔管道(149、150)和次级屏障(148)之间的通道。在初级屏障破裂至压力吸收储层或压力均衡机械装置的情况下，完整的板可用于加强和改善大直径次级屏障(148)的压力完整性，且压力释放管道(150)将流体压力传递至压力释放流动控制装置，以在使用中在修复初级屏障之前防止次级屏障的破裂。

现在参考图71、72、73和74，图中包括分别以平面、正视、截面、等距投影和放大细节视图描述的管汇交叉(23V)实施方式，断线示出沿图71的线W-W的图72的截面中的被移除部分，且被投影以形成图73的等距视图，细节线X内的部分被放大在图74中。描述的管汇交叉(23V)实施方式可从图54～58的腔体接缝管汇(23T)作适应性改变。图中例示了具有另外同轴管道(图71的2D)(示作虚线)的建造方法(CS8)，该另外同轴管道可用作次级屏障以形成围绕初级屏障的同轴通道(24C)。如图中所示，初级屏障包括管道(2C)，形成围绕同轴管道(2B)的同轴通道(24B)。同轴管道(2B)形成围绕同轴管道(2A)的中间同轴通道(24A)，且同轴管道(2A)环绕围绕最内部管道(2)和最内部通道(25)设置的中间同轴通道(24)。图中示出：管道上端(90)与单个主钻孔的同轴管道接合，同时下端(90)与例如钻井接缝的管道或单个主钻孔的其它管道接合，诸如在图68中所描述的。

最内部上端同轴管道(2、2A)可与形成下端出孔管道(39)的腔体(41)接缝(43)接合，下端出孔管道(39)可穿过径向通道(75)与围绕最内部管道(2)设置的中间同轴通道(24)流体交流。流体分隔同轴通道(24A、24B)的最外部同轴管道(2B、2C)可转变至下端流体分隔的径向设置的加压流体交流管道(150)。

如在图3、6、9～14和17～73中所证实的，本发明的实施方式从而提供了管汇交叉(23)、阀门(74)、流动控制装置(61)及控制和/或测量尾管(79)的方法和管汇柱(70、76)装置，在钻井建造和/或作业过程中，可用在任何可配置的装置中，且可放置在单个主钻孔内，和/或被定向以选择性控制来自单个主钻孔的一个或多个基本碳氢化合物和/或基本水井的加压流体混合物流动流。

现在参考图74，图中描述了穿过液体地下洞穴储存的地下岩层和表面盐水池塘装置的正视截面部分。图中示出了经穿过地下岩层(52)的通道的同轴管道(2、2A)，包括套管和形成在具有壁(1A)的洞穴上方的烟囱的岩层钻孔，在盐矿(5)中形成壁(1A)。管道柱用于将盐水传递至池塘且从池塘传递盐水，用于向或从洞穴储存和取代流体。其中在洞穴的初始脱水后，传统实践仅使用盐水取代储存的液体。

较后描述表面和地下构件，用于传统溶液开采设计(图80的CM3)和气体储存传统完井设计(图79的CM4)，表面和地下构件包括穿过延伸至盐矿(5)的地下岩层(52)的通道。

将储存流体注入洞穴壁(1A)内的上部空间，以从在基本水界面(117)下方的下端空间取代盐水至盐水池塘(152)或其它盐水储存设备(诸如另一地下储存洞穴)。

相比之下，在液体储存取代之后，传统实践可能涉及地下洞穴内的饱和盐水的储存。但是在使用例如盐水和储存储层缓冲物中的液体储存和在u-管流体交流中起到界面作用的储存的盐水同时进行溶液开采和储存作业(图76、80和81的1S)的过程中，用于与在盐水和储存储层的气体储存缓冲物的下端的盐水取代(1T)的盐水生产是不常见的实践。

具有包括管道和阀门的表面管汇(155)的表面泵和发动机装置(116)可用于操纵注入或从洞穴壁(1A)、盐水池塘(152)或其它储存设备内的空间提取。图中例示了与泵和发动机(116)交流的传递管道(153)的使用，用于从盐水池塘(152)提取流体。此外，图74示出了与储存作业管道(154)交流的表面泵和发动机装置(116)，可用于取代储存的流体。

通过从盐水池塘(152)或其它盐水储存空间穿过表面管汇(155)泵和发动机(116)将盐水注入(31)基本水界面(117)下方的下端空间，可从洞穴壁(1A)内的上端空间取代(34)储存的流体。

现在参考图75、76和80～83，图中描述了本发明的实施方式(1T、157)，其中储存穴(158)经由u-管样管道装置与盐水储层(159)相接合，其中两个实施方式均包括盐水储层和储存层(158、159)。在储存洞穴(158)产品取代和盐水储存作业的过程中，盐水储层(159)可用于盐水产生，直至当生产出不饱和盐水时盐水储层(159)和/或储存洞穴(158)达到它们的最大有效稳定直径；之后，洞穴(158、159)可用于在与最大有效直径相关联的深度处的完全饱和的盐水和/或产品的储存。

通过在盐水储层(159)溶液开采作业(1、1S)的过程中提供持续的盐水取代流体，用于地下储存洞穴(158)的产品取代作业，或储存洞穴(158)不饱和盐水至盐水储层(159)的产品取代，盐水储层(159)可用于改善大的盐穴储存开发的净现值经济。此后，盐水储层和储存储层(158、159)可作为储存洞穴(158)或可用于不饱和或完全饱和的盐水流体的盐水产生洞穴(159)互换地使用，用于分离基本水的盐水流体和不同需求周期的基本碳氢化合物流体的储存，例如原油、柴油和/或汽油形成与例如天然气相反的需求周期。

本发明的实施方式(1T)可用于其它装置(例如图80的21、23、23F和70R)和方法(例如图80和81的CO3、CS4、CO6和CO7)，以选择性利用在多个流体(117和/117A)之间的流体，用于提供各种不同特定重量产品的选择的可及性，各种不同特定重量产品可储存在单个或多个地下盐水储层和储存储层盐穴内。

图75描述了穿过描述方法实施方式(1T)的地下底层部分的示意性正视截面视图，方法实施方式(1T)用于使用来自地下盐水储层(159)的盐水操作储存洞穴(158)。图中例示了在钻井之间的u-管样管道装置，具有在两个洞穴下端的较重的盐水，位于基本水界面(117)的下方，且通过工作压力(WP1至WP2)将盐水从一个洞穴传递至另一个洞穴。洞穴内的虚线表示概念上的u-管样装置，具有盐水或另一较重储存流体经重量被分离在较轻的流体下方，具有基本水(117)和/或流体(117A)界面，较轻的流体可储存在每一盐水储层和储存储层盐穴(158、159)的上部缓冲物部分。

溶液开采盐水储层(159)以生产盐水，和/或盐水储层(159)可用于在溶液开采(1S)时用于储存，可穿过设置的管道(153A)排出(34)盐水直至例如洞穴达到期望的尺寸以操作地下储存洞穴(159)。穿过传递管道(153)和u-管装置从带来储层(bringreservoir)(159)产生盐水，同时持续盐水供应的盐饱和水平依赖于穿过注入管道(156)注入盐水储层(159)的注入(31)的水的温度、压力、体积和停留时间，在这种情况下注入(31)的水降落至基本水界面(117)。

在溶液开采(1)的过程中，可穿过注入管道(156)与任何流体(例如压缩的空气、氮、柴油、盐惰性和/或其它可储存的产品)一起提供水。在组合开采和储存作业(1S)过程中，可穿过注入管道(156)将水注入盐水储层(159)的基本水界面(117)或流体界面(117A)上方的缓冲物，以在界面(117或117A)上施加工作压力(WP1)。通过u-管装置，工作压力(WP1)使盐水穿过设置的管道(153A)排出或穿过传递管道(153)注入(31)至地下储存洞穴(159)的下端，以在流体界面(117或117A)上施加工作压力(WP2)，以从地下储存洞穴(158)取代流体至储存作业管道(154)或管线。

工作压力(WP1、WP2)可依赖于用于洞穴内静态和移动流体柱的静压头和动压头，不同可能饱和度的盐水和液体或气体可储存在任意基本水或流体界面(117、117A)上方和下方的任意缓冲物中。

如果可压缩的流体(例如空气、氮或天然气)用于施加工作压力(WP1)，则压缩流体的释放可用于驱动可进一步用于辅助储存作业的例如涡轮或气动发动机。来自流体压缩的热传递(160)可进一步用于加热洞穴，且部分补偿与溶液开采和/或压缩流体膨胀相关联的温度降低。

如果将一种或多种较轻特定重量的流体和/或储存产品放置在洞穴内，假定从在两个洞穴(158、159)下端之间-管运输的较重的盐水有足够的停留时间，则流体将重量分离，从例如管线清管作业的分离流体形成一个或多个较轻的特定重量流体界面(117或117A)。

传统的双管完井(图81的CM5)可用于操作在每一洞穴内的单个基本水界面(117)装置。可选择的，如图中所示，双管完井可用于操作具有同轴管汇柱(图80的2、2A)(而不是单个柱(2))的管汇柱(图80的70)，以选择性利用在多个流体界面(117和117A)之间的多个重量分离的流体，管汇交叉(图80的21和23)任意洞穴(158、159)内的管汇柱的一部分。

可将水注入具有盐惰性流体(诸如氮、碳氢化合气体或柴油)的盐水储层(159)的开采和/或储存作业管道(156)内，盐惰性流体可放置且悬浮在注入的水的上方以保护最终注水泥套管鞋。经与图76、80和81中描述的类似的方法水可通过盐溶解产生盐水，用于在储存取回作业的过程中取代储存洞穴(158)的上端缓冲物。

例如，气体储存洞穴可从洞穴(158)取回(34)储存的气体，洞穴(158)通过取代以调节体积从而具有显著较小的温降，以使用穿过连接的管道(153)u-管从盐储层(159)产生的盐水维持压缩的气体压力，同时向盐储层注入水以产生另外的盐水。

为了进行液体或气体储存，在需求周期的过程中可使用盐水取代，同时溶液开采盐水储层。通过储存的产品随后重新填充至洞穴，可将来自储存洞穴的盐水配置至例如海洋，同时盐溶解或溶液开采在盐水储层(159)内继续。可选择地，盐水可被取代会盐水储层，取代盐水储层中的储存缓冲物(1S)和/或不饱和盐水。

如果压缩的空气或氮(诸如来自储存洞穴(158)的气体)用于将盐水从盐水储层(159)u-管运输至排出(34)流体中，则盐水储层(159)中的压缩空气或氮可用于驱动涡轮或气动发动机以辅助储存作业，且压缩空气或氮可释放至大气中。

如果水是取代流体，且盐浓度水平是停留时间、压力体积和温度的函数，则盐水储层可用于在取代作业的过程中持续形成盐水。在组合溶液开采和储存作业(1S)过程中，部分饱和的盐水可用于最小化储存洞穴(158)中的盐溶解，但条件是达到临界洞穴稳定直径之前存在足够有效的直径可用于这样的不饱和取代。

将例如原油、汽油或柴油储存在右侧盐水洞穴(159)的上端缓冲物，以经u-管运输部分和/或完全饱和的盐水至储存洞穴(158)，用于在高冬季需求和较低的季节性原油、汽油和/或柴油的过程中取代气体。随后在春季或夏季季节性低气体需求的过程中，可能使用压缩天然气进行储存洞穴(158)的脱水，通过u-管运输饱和或部分饱和的盐水返回盐水储层(159)，用于在春季或夏季季节性高需求周期过程中取代原油、汽油和/或柴油。

可使用盐穴之间的部分饱和盐水的取代，直至达到最大有效直径，最大有效直径用于在可用于储存盐水和/或产品的盐水储层(159)及可用于储存盐水和/或产品的储存洞穴(158)内的相关地下深度处的盐穴稳定性。一个或多个流体界面(117A)可存在于具有不同特定重量的产品之间，具有不同特定重量的产品有效悬浮在彼此的顶部。可使用管汇柱(图80的70)利用不同流体界面之间的流体。

现在参考图76，图中描述了穿过方法实施方式(1T)的地下岩层截面部分的的示意性正视图，方法实施方式(1T)用于操作具有地下盐水储层的储存洞穴。图中示出了与图75类似的u-管装置，可用于经由在每一洞穴(158、159)中的两个管道(2)中的一个，使用通过盐水储层(159)内的溶液开采(1)和组合作业(1S)生产的盐水操作储存洞穴(158)。示出了泵(116)、涡轮、发动机和装有阀门的管汇(155)，可用于将流体注入盐穴，且从盐穴推进流体。

在达到处于用于盐穴稳定性的最大有效直径处的最终设计洞穴壁(1A)之前，各溶液开采(1)方法可用于形成可用于组合溶液开采(1)和储存的组合作业(1S)的中间洞穴形状(147)。溶液开采(1)方法包括注入水以控制基本水界面(117)，可用于从固定直径向上(1B至1C至1A)延伸洞穴顶板，在溶液开采之后使洞穴直径向上(1B至1C至1A)增加一较小的直径，或其组合。

从在溶液开采之后使洞穴直径向上(1B至1C至1A)增加一较小的直径可出现组合储存和溶液开采作业(1S)，例如包括从供应管道(156)将水注入(31)描述的上部基本水界面(117)下方的洞穴上端；或例如，固定直径向上(1B至1C至1A)时可出现组合储存和溶液开采作业(1S)，注入(31)的水降落至描述的较低基本水界面(117)。通过在中间洞穴壁(147)和最终洞穴壁(1A)之间出现的盐溶解，组合作业(1S)可用于生产盐水，以使用流体取代操作储存洞穴(158)。通过使用表面泵(116)，穿过盐水储层(159)下端内管道(2)、传递管道(153)和表面管汇(155)生产(34)盐水，可用于穿过储存洞穴(158)的内管道(2)将盐水注入它的下端，使来自洞穴的储存的产品悬浮在基本水(117)或流体界面(117A)的上方。工作压力(WP2)和泵(116)可用于使储存洞穴(158)基本水(117)或流体(117A)界面向上移动，使用阀门树选择性控制工作压力(WP1)，以从储存洞穴(158)生产(34)储存的流体。

通过设置从储存洞穴(158)至盐水储层(159)的流动，所述方法是可逆的，其中通过传递(153)或生产(154)管道可使产品从任意洞穴的上端或下端移动至另一洞穴。来自储存洞穴(158)的储存的产品通常用作盐水储层(159)上端处的盐惰性溶液开采缓冲物，或储存洞穴(158)下端的盐水可返回盐水储层(159)的下端。

如果例如来自风力涡轮机的压缩空气或其它可压缩的流体(诸如来自氮气发生器的氮)用于在储存洞穴(158)的取代作业中从储层(159)取代盐水，则在储存洞穴(158)产品重新注入(31)的过程中，压缩的上端盐水储层(159)流体可释放至大气和/或可用于驱动例如表面气动发动机(116)或处理穿过表面管汇(155)的涡轮机以辅助储存作业。

在适当情况下，盐水储存(159)和储存洞穴(158)之间的各作业方法可在储存作业中使用地下热传递(160)以例如维持气体储存洞穴(158)中的温度，使用在盐水储层(159)中的停留时间段通过地下岩层热加热的盐水取代气体储存洞穴(158)。

图77描述了从向地下气体储存洞穴的地下热传递(160)产生的，在水平轴从左至右逐渐增加的几年时间段内，从垂直轴的下端向上逐渐增加的可使用的工作气体体积传统概念的曲线表示的实例。图中示出由于在经过几年时间的溶液开采中使用的水的较低温度以及盐溶解的化学过程，洞穴周围的岩层被冷却至它的自然状态以下，且对于该特定实例，需要许多年来返回它初始温度。

虽然取回地下液体储存的传统实践可使用盐水取代(如图74中所描述的)，但使用盐水取代以取回储存在地下盐穴中气体不是传统实践。当例如表面安全阀门可用于保存压缩气体(图80的CS4、图81的CM5)，则图77的曲线可用于解释洞穴的温度如何影响地下盐穴气体的工作体积，且为何盐水取代可用于在早些年通过较低的洞穴温度增加工作体积。

使用工作体积的传统方法需要增加体积，通过使压缩气体膨胀，根据理想的气体等式[P1*V1]/T1＝(P2*V2)/T2]从洞穴提取该压缩气体，说明当在相对稳定的压力下体积增加时，实现成比例的温降。在取回过程中当传统气体储存实践使压缩气体膨胀，从冷的洞穴施加在压缩气体上的初始温度缩短了撤回时间段，因为压缩气体的温度下降起始于较低温度。当经过几年时间洞穴被加热，则它将热(160)传递至导致撤回时间段内的压缩气体，以通过从较高的压缩气体温度起始从而增加可使用的工作体(图77的曲线所示)来延长撤回时间段。因为在以后几年中气体从较高的温度开始减压，在达到与气体减压相关联的相关联的设备的受限温度和最终注水泥的套管鞋之前可使用更多的洞穴体积。

通过以与地下储存的液体取回的传统方法类似的方式使用盐水取代压缩气体，本发明的气体储存实施方式(图75、76和80～83的1T)增加撤回时间段和冷的洞穴中的可使用的气体体积。这可通过理想的气体等式[P1*V1]/T1＝(P2*V2)/T2]关系进行解释，该等式说明在相对恒定的压力和体积处的取回导致相对恒定的撤回温度。因此依赖于盐水的填充速率和气体的提取速率，没有相同快速的达到相关联的设备的温度限制和套管鞋，且当洞穴冷却时可使用的工作气体体积在早些年中增加。

在来自储存的气体的提取过程中经盐水注入不能维持体积且存在气体膨胀的冷却效果的情况下，至少增加了撤回时间段，从而增加了可使用的工作气体体积。

图78描述了在短(161)和较长(162)需求周期的过程中工作体积使用的传统概念的实例性曲线图，垂直轴向上描述了使用的增加百分比，且水平轴从左至右例示了经过一年的时间段每周的增加数量。图中示出了在该实施例的传统储存作业中，较短的周需求水平需要大约气体洞穴工作体积的10％，同时季节性摆动表示出完全的工作体积使用。

在盐矿相对较浅且具有相关联的低温的情况下，在气体储存的初始几年，特别在几年溶液开采和盐溶解之后，短期气体需求水平仅需要一部分工作体积，且收到低初始洞穴温度的较小的影响。但是较长期的季节性供应则受到较低的洞穴温度的显著影响，因为需要全部的工作体积，且可用的工作体积较小，如图77所示。由于与较深的废弃的气体储存砾石储层相比，浅层盐穴典型地处于较低的温度，传统气体供应和需求典型地依赖于用于短期峰值气体需求水平的盐穴及受到温度限制影响较小的用于季节性需求摆动的废弃的砾石气体储层。

本发明的方法(图75、76和80～81的1T)可用于延长气体撤回时间段，从而通过盐水取代增加可用于季节性需求的工作气体体积，可除去对沉没成本气体缓冲物气体的需求以抵抗盐蠕变，且维持盐穴顶板和壁的完整性。因此增加的工作气体水平为大气密性盐穴储存设备提供了手段以供应季节性需求，季节性需求传统被限制于小于气密性废弃的砾石储层储存设备，其中不可测试盖岩和溢出点的气密完整性。

现在参考图80的左侧洞穴和图79的传统钻井，图中描述了图79的传统完井方法(CM4)，例如在图80的传统溶液开采(1)方法(CM3)之后可使用图79的传统完井方法(CM4)。

可选择地，传统构造(图80的CM3)可用于溶液开采和传统的液体储存作业，盐水取代实践类似于图74。

在类似于图74和80的传统液体储存钻井中，当储存的产品不造成显著的蒸发或膨胀渗出的风险(例如原油或柴油)时，通常不存在地下阀门(图79的74)，且脱水柱(图74的2或图80的左侧钻井)保持穿过生产套管(图74的2A、图80的左侧钻井)放置，穿过脱水柱和生产套管之间的通道间接注入或提取产品，且穿过脱水柱提取或注入盐水。储存的液体产品通常在储存过程中从洞穴壁(1A)内的空间取代盐水，或通过从池塘或储存设备直接注入穿过脱水柱从储存处取回储存的液体产品，以使较小特定重量产品悬浮出洞穴，如图74中所示。

图79描述了穿过用于操作气体储存盐穴的传统完井方法(CM4)的地下岩层的示意性截面正视图。图中用虚线示出了穿过表面安全阀门(74)设置的脱水柱(2)。

以去除自由悬挂过滤柱(2、图80左侧钻井的2A)，且包括生产套管(2)的完井在上端固定至井头(7)和具有已安装的表面阀门(64)的阀门树(10A)以控制流体的注入和提取。生产套管(2)可与生产封隔器(40)接合，且进一步接合至最终注水泥的套管(3)。

在可膨胀或挥发性流体储存(例如压缩气体储存)的实例中，通常可将故障安全关闭地下阀门(74)放置在生产套管(2)中，脱水柱(以虚线示出的138)穿过生产套管(2)设置。然后，经穿过脱水(138)和生产套管(2)之间的通道的直接注入(31)，可膨胀或挥发性流体可用于从洞穴取代盐水，穿过脱水柱(138)获得从洞穴排出(34)的盐水。之后，脱水柱(138)必须以相对高风险的作业从钻井中去除或停止以允许故障安全阀门(74)工作，其中工作人员接近加压屏障。

如果在例如溶液开采后冷却洞穴，当地下热传递加热洞穴时将增加工作气体体积，如图77中描述的。传统实践典型地不将盐水放置会洞穴，而是使它干燥以避免对跨越表面安全阀门移除脱水柱所必须的高风险的去除和停止作业。然而传统双管到完井(诸如在图81中所示的那些)可用于提供具有表面安全阀门的脱水柱。

用于建造盐穴和起始气体或挥发性液体地下储存的传统方法(图80的CM3和CM4)是劳动密集性的且具有潜在的风险，在实现投资回报之前要耗费多年完成。此外，传统实践需要显著体积的压缩缓冲物气体(表现才沉没成本)，必须将压缩缓冲物气体留在洞穴中以抵抗洞穴壁和顶板的盐蠕变和退化。

图80描述了穿过用于操作具有地下盐水储层的储存洞穴的方法实施方式(1T)的地下岩层的示意性截面部分正视图。图中示出了可用于溶液开采和/或液体储存的传统建造的(CM3)左侧钻井，传统建造的(CM3)左侧钻井可接合至具有本发明的设备(21、23、23F、70、70R)和方法(CO3)的右手钻井(CS4)。右手钻井(CS4)可用于脱水和选择性利用液体和/或气体储存，以在例如组合溶液开采(1)和储存作业(1S)的过程中取代图79的传统气体储存装置。钻井可由转向管(14)、中间套管(15)和被洞穴烟囱密封的最终注水泥的套管(3)形成，最终注水泥的套管(3)具有套管鞋(16)。在套管鞋(16)下方，钻出岩层通道(17)，且放置柱(2、2A)用于溶液开采作业。

在左侧钻井(CM3)的传统溶液开采(1)方法中，树悬挂内柱(2)被放置在外树悬挂柱(2A)中。在重新定位新鲜的水进入盐矿(5)的溶液开采区域的点，和/或提供壁穿过套管(2、2A)可能更好的改善的声纳测量的过程中，使用大提升能力的钻井可调整外树悬挂柱(2A)。通常将氮或柴油的盐惰性缓冲物放置在最终注水泥的套管(3)和外过滤柱(2A)之间，以控制基本水界面(117)，及保护最终注水泥的套管(3)鞋(16)。

在可用于组合溶液开采(1)和储存(1S)及用于最终(1A)洞穴壁的中间洞穴体积(147)内，在右侧钻井(CS4)中的本发明的实例设备(21、23、23F70、70R)和方法(CO3)提供穿过在内(2)和外(2A)柱下端的交叉(21、23)的接近以接近各区域。

在用于盐水和储存储层(158、159)的方法中，右(CS4)或左(CM3)侧钻井中的任一个可用作盐水储层(159)或地下储存洞穴(158)。

溶液开采和盐水生成(1)可与注入的可饮用的水、池塘的水、沟水、海水和/或其它形式的水一起使用，通常被称为新鲜的水是由于与生产的盐饱和盐水相比具有不饱和盐水平。使用具有缓冲物的直接或间接循环，可穿过最内部通道(25)或在内(2)和外(2A)自由悬挂的管道柱之间的中间同轴通道(24)注入水，反之亦然。缓冲物通常包括柴油或氮。然后，对于左侧钻井(CM3)，可将水推入外管道柱(2A)和最终注水泥的套管(3)之间的另外中间同轴通道(24A)中；或可穿过右侧钻井(CS4)的通道(24、25)将水推入，且允许悬浮至最终注水泥的套管鞋，以控制水界面(117)。其中可形成初始溶液开采空间，用于不溶解的岩层通过基本水流体降落至洞穴底板(1E)。

通常，通过开采具有水界面(117)的空间(1B)从底部向上溶液开采(1)洞穴。然后可反复升高水界面(117)，以通过水不溶性岩层穿过流体降落且升高(1E、1F、1G)洞穴底板创建体积增加的空间(1C和1D)。同时依赖于盐溶剂过程的停留时间、压力、体积和温度条件，持续注入(31)新鲜的水，且提取(34)饱和或接近饱和的盐水。

通过穿过最内部通道(25)的新鲜水的直接循环，且穿过同轴通道(24)返回盐饱和的盐水，使用在外柱(2A)下端上方的最低水界面(117)在洞穴壁(1B、1C、147)内首先形成初始空间，方法(CO3)可用于同时进行储存和溶液开采作业(1S)。可选择且间接地，使用在对应于不同流体界面(117)的选择深度处的管汇交叉(23)流动转向器(21)，盐水可从同轴通道(24)返回最内部通道(25)，在这个时间过程中可穿过其中一个通道(24、24A、25)周期性注入盐惰性流体缓冲物，且被封闭在套管鞋(16)的下方。不同初始洞穴体积形状可由直接或间接循环及控制水界面的盐惰性流体缓冲物的调整形成。对于右手钻井(CS4)使用管汇交叉(23)和流动转向器(21)选择性改变水界面，对于左手钻井(CM3)使用另外的同轴通道(24A)选择性改变水界面，以形成具有小于最终洞穴壁(1A)的有效直径和体积的体积(147)，用于同时进行储存和溶液开采作业(1S)。

如果还未溶液开采最大有效洞穴直径的壁(1A)或在达到最终洞穴壁(1A)有效直径后完全饱和盐水，则通过控制在不同盐溶解速率下抵抗洞穴的顶板、侧壁和底部的水的停留时间可形成不同的初始洞穴形状(147)，以同时从盐水储层洞穴(159)生产盐水，同时流体取代和操作具有小于完全饱和盐水的地下储存洞穴(158)。

方法(1T)可用于例如气密性盐穴内的气体储存，以使用中间洞穴体积(147)直至达到足以用于季节性将满能力工作体积摆动的洞穴体积，增加工作体积倒转次数，且用于短期交易的收益性。

左侧钻井(CM3)可例如用作盐水储层(159)，可穿过u-管样装置接合至下端右侧钻井(CS4)储存洞穴(158)。右侧钻井(CS4)储存洞穴(158)用于组合储存(1S)和溶液开采(1)作业，具有在上端缓冲物内的短期交易体积的气体，可通过在流体界面(117)上方的阀门管汇交叉(23F)进行控制。在组合储存和溶液开采作业(1S)的过程中，水可用于使用随后的气体产品取代来取代短期气体交易体积，在重新开始溶液开采之前或在稍后的阶段过程中随后的气体产品取代可从洞穴推动盐水。当壁(147)的有效直径接近最大(1A)时，来自盐水储层(159)的盐水可转向穿过u-官样装置至地下储存洞穴(158)的下端，用于压力辅助短期和长期季节***易体积的气体的提取。

具有管汇交叉(23F)和流动转向器(21)的钻井建造方法(CS4)例如在没有钻机介入的情况下可用于进行溶液开采和储存作业(1S)，通常需要钻机介入以调整传统钻井(CM3)的外过滤柱(2A)或提供双井阀门脱水柱装置(图81的CM5)。通过以洞穴顶板较快的溶解速率向上轴向首先溶液开采较小直径的洞穴形成的较小的洞穴体积可用于形成储存缓冲物体积(147)。之后通过在例如周末较低的气体使用时间段，取代盐水的储存产品的体积可降低水界面。然后，当注入新鲜的水以从底部向上溶液开采洞穴壁至较大直径时，在日常峰值需求过程中可释放储存的产品，其中通过新鲜水的注入有助于储存的缓冲物产品的提取和相关联的压力。

图81描述了穿过方法实施方式(1T)的地下岩层的示意性截面部分正视图，传统双井阀门柱装置(CM5)可用于通过来自地下盐水储层(159)操作储存洞穴(158)。图中描述了较小的洞穴缓冲物储存空间(147)，对应于小于洞穴稳定性的最大有效直径的增加的直径。为了同时储存作业(1S)的目的首先溶液开采(1)洞穴缓冲物储存空间(147)，且工作压力(WP)可用于在洞穴壁(1B、1C、1D)扩大的过程中选择性控制基本水界面(117)。可使用使洞穴成形的各种方法，包括例如概念性垂直洞穴壁方法(CO7)或向内倾斜洞穴壁方法(CO6)，提供了更大的顶板支撑，且允许较小的最小洞穴压力。

任一洞穴均可用作储存洞穴(158)。剩下的洞穴可用作盐水储层(159)，用于经穿过注入管道(156)和阀门树(10)的阀门(64)供应的水进行溶液开采。穿过设置的管道(153A)或在洞穴下端之间形成u-管样盐水传递装置的传递管道(153)可排出盐水，穿过供应管道(154)或管线供应产品以形成可保护最终注水泥的套管(3)鞋(16)的上端缓冲物。通过表面安全阀门(74)可控制上端缓冲物的渗出。

现在参考图82～83，图中描述了可用于盐水和储存储层作业方法(1T)及组合溶液开采和储存作业(1S)的地下储存洞穴(158)和地下盐水储层(159)装置的各种示意性平面视图实施方式(157)，描述了可用于根据储存的产品和具有工作隔离区(exclusionzone)(1Z)的工作压力变化提供盐矿柱架的洞穴构造。

传统实践用于近距离地划分为了它们的盐而被开采的洞穴的区域，且用于潜在地使用这样的洞穴为了固体废弃物的设置以去除增强需要。这样接近的洞穴是稳定的，因为饱和盐柱的静水压通过至少等于使盐矿塑性变形的岩层积土压力。通过阀门树和井头施加的另外的压力可对洞穴进行超压以防止洞穴壁和顶板的剥蚀。

洞穴压力的完整性通常依赖于包含的流体，液体压力的完整性通常高于例如相同洞穴内的气密完整性，且液体的毛细管特性和粘结性高于试图穿过微小环状物及岩层内多孔或可渗透的空间渗出的气体。

与例如具有气体产品的地下储存洞穴(158)相比，盐水储层(159)可放置于更近的距离，其中可在液体储存洞穴中维持壁气体储存洞穴更高的压力以维持洞穴的稳定性。盐水储层(159)使用具有水的上端液体缓冲物，且在它们的基本水界面下方具有盐水。

本发明的方法(1S、1T)使用来自近距离的液体储存盐水储层(159)的盐水可用于操作储存洞穴(158)，盐水储层(159)通过储存的产品(154)管道和盐水传递(153)管道接合至储存洞穴(158)，储存洞穴(158)设置有更大的洞穴隔离区(1Z)且与洞穴壁(1A)之间的更大盐矿超压柱架相关联。

不同构造和定向装置可用于示出集中液体储存盐水储层(159)的所描述的装置。盐水储层(159)与供应管道(154)或管线接合，且进一步与各种其它盐水储层(159)或地下储存洞穴(158)接合，地下储存洞穴(158)需要用于盐矿柱架的更大的隔离区(1Z)，且具有供应(154)和传递(153)管道。

在例如海洋环境中近海平台存在于洞穴上方，在溶液开采过程中向海洋获取水和处理盐水，为每一洞穴集中或单独放置水供应和盐水处理管道。

近海经由管线(153、154)接近每一平台和/或用船接近，用于装载和卸载例如盐水储层(159)或储存洞穴(158)内的原油。

如图75～76及80～83中所证明的，本发明的实施方式提供了用于组合或同时储存和溶液开采作业的***和方法，可在任何构造或装置内使用，包括使用可放置在地下岩层、路上或近海中的各种设备和方法，且可与运输要储存的产品、用于盐溶解的水或用于选择性取代储存产品的盐水的管道接合，其中储存的产品在另一洞穴或在最终注水泥的套管鞋和基本水界面之间的缓冲物内。这些***和方法可进一步用于经盐溶解形成地下盐水和储存储层。其中通过使用抽动、压缩和/或压力平衡在洞穴之间选择***流流体，具有多个通道和阀门树的两个或更多个柱可用于选择性操作或形成一个或多个地下盐水储存储层，盐惰性缓冲物流体和水用于一个或多个其它地下储存盐穴的相关操作。

虽然已有重点的描述了本发明的各种实施方式，应理解在所附权利要求的范围内本发明可以除本文特别描述的其它方式实施。

Claims (30)

1.一种用于形成至少一个管汇柱的设备(23、23C、23F、23I、23S、23T、23V、23Z、128)，所述至少一个管汇柱能与上端管汇一起使用以在多个储存作业期间在地下控制一个或多个储层内的流体混合物流动流或多个储层之间的流体混合物流动流，其中所述设备包括：

至少一个中间管汇交叉(23)或储层流体径向通道(75)，被设置在多个管道(2、2A、2B、2C、2D、39)的上端和该多个管道的下端之间，所述多个管道用于形成静止的管道压力屏障，所述管道压力屏障设置在穿过地下岩层的套管屏障和相关联的环绕套管通道内，

其中所述相关联的环绕套管通道通过下端隔离部被排除在储层流动之外，从而形成用于上端井头管汇与下端隔离部之间的储层流动的所述至少一个管汇柱和相关联的多个静止的管道压力屏障，

其中储层流体能流过所述多个管道中的内部通道(25)和环绕所述内部通道的至少一个同轴中间通道，通向和来自至少一个流体控制装置(61、128)；

其中，所述至少一个流体控制装置能沿着所述内部通道设置，并且选择性地能横跨所述内部通道设置和能够跨越所述内部通道移除，以在地下使多个所述流体混合物流动流径向向内或向外跨过穿过所述储层流体径向通道，其中所述流体混合物流动流的跨过发生在所述内部通道、所述至少一个同轴中间通道和环绕通道中的至少两者之间，以在使用中选择性地控制和进入来自至少一个所述储层的流体混合物流动流的至少一部分，并且其中在所述多个储存作业期间，交流通向或来自邻近的储层区域的多个流体混合物流动流。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个同轴中间通道周向流体分隔，以形成与第一径向通道和至少一个第二径向通道相关联的第一周向设置的轴向中间通道和至少一个第二周向设置的轴向中间通道，

其中，所述至少一个流体控制装置跨越所述第一周向设置的轴向中间通道和所述至少一个第二周向设置的轴向中间通道放置，以至少部分阻断所述至少一个中间管汇交叉的上端和所述至少一个中间管汇交叉的下端之间的流体交流，并使流体混合物流动流转向穿过所述第一径向通道和所述至少一个第二径向通道，

其中，所述至少一个流体控制装置导致所述流体混合物流动流在所述内部通道和所述至少一个同轴中间通道之间交叉。

3.根据权利要求2所述的设备，进一步包括接合至所述内部通道(25)的端部的阀门，以选择性控制穿过所述内部通道交流的流体混合物流动流，从而形成阀门控制的管汇交叉组件。

4.根据权利要求2所述的设备，进一步包括至少一个另外的柱(2B、2C、2D、39)，所述至少一个另外的柱(2B、2C、2D、39)被放置为穿过所述至少一个同轴中间通道，且与所述至少一个同轴中间通道流体分隔；其中，所述第一径向通道或所述至少一个第二径向通道在所述内部通道和所述至少一个另外的柱之间流体交流。

5.根据权利要求2所述的设备，进一步包括腔体接缝(43)，所述腔体接缝(43)穿过所述第一径向通道和所述至少一个第二径向通道分别经由第一出孔管道(39)和至少一个第二出孔管道(39)与所述内部通道交流；其中，至少一个另外的径向通道在所述第一出孔管道和所述至少一个同轴中间通道之间流体交流；且其中，钻孔选择器(47)可用于通过所述内部通道选择性连通所述流体控制装置。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述第一出孔管道的最内部通道与所述腔体接缝的轴线对齐；

其中，所述多个管道延伸以环绕所述第一出孔管道和至少一个其它的出孔管道，其中所述多个管道与所述至少一个同轴中间通道(24)流体分隔，以能够与不同的中间通道或所述环绕通道流体交流；

并且其中，所述钻孔选择器或所述至少一个流体控制装置可用于选择性地控制穿过所述第一径向通道和所述至少一个第二径向通道的流体交流。

7.根据权利要求6所述的设备，进一步包括在所述第一出孔管道的所述最内部通道和所述至少一个同轴中间通道之间流体交流的至少一个另外的径向通道，其中所述至少一个流体控制装置可用于选择性地控制穿过所述至少一个另外的径向通道的流体交流。

8.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一径向通道和所述至少一个第二径向通道包括：第一径向通道，由与所述内部通道轴向对齐的接合的跨装结构钻孔或钻孔选择器形成；及，至少一个第二径向通道，通过所述跨装结构钻孔或钻孔选择器与所述第一径向通道流体分隔；

其中，所述至少一个第二径向通道包括经过所述至少一个同轴中间通道(24)且与所述至少一个同轴中间通道(24)流体分隔的管道；

并且其中，所述跨装结构钻孔或钻孔选择器穿过所述内部通道交流，且可用于选择性地控制穿过所述第一径向通道和所述至少一个第二径向通道的流体交流。

9.根据权利要求1所述的设备，进一步包括孔***塞流体控制装置(128)，所述孔***塞流体控制装置(128)可穿过所述内部通道运输，且利用施加至轴向向上或轴向向下对齐的活塞面的差异压力所述孔***塞流体控制装置(128)能够被可移除地放置；

其中，电缆或管道可经过所述孔***塞流体控制装置的至少一个孔口，同时使用所述活塞面使所述多个流体混合物流动流的至少一部分转向到除了所述内部通道之外的通道。

10.一种在多个储存作业期间使用位于井头管汇与一个或多个储层之间的设备或储层流体混合物流动流径向通道交叉来形成管汇柱的方法(CS1-CS8)，所述方法包括以下步骤：

在至少一个储层中提供至少一个管汇柱(70、76)，其中所述至少一个管汇柱包括在多个管道(2、2A、2B、2C、2D、39)的上端与多个管道的下端之间的至少一个管汇交叉或储层流体径向通道，所述多个管道用于为经过至少一个同轴中间通道(24、24A、24B、24X、24Y、24Z)的同轴储层流体流动形成多个静止的管道压力屏障，所述至少一个同轴中间通道设置在套管通道与内部通道(25)管道之间，用于进入一个或多个储层的一个或多个邻近区域，其中所述套管通道在下端处与储层流动隔离；

沿着所述内部通道放置至少一个流体控制装置，其中所述至少一个流体控制装置选择性地能够横跨所述内部通道设置和移除，以流体隔离或进入所述至少一个管汇交叉或储层流体径向通道；和

当执行所述多个储存作业以进入储层流体时，使来自所述至少一个同轴中间通道或者跨越所述至少一个流体控制装置和内部通道的环绕通道(55)的多个流体混合物流动流穿过至少一个径向通道径向向内或向外地循环和转向。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：使用接合至所述至少一个管汇交叉或储层流体径向通道的所述内部通道的端部的阀门，以选择性控制穿过所述内部通道和所述至少一个同轴中间通道交流的加压流体。

12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：使用穿过所述内部通道交流且接合在所述至少一个管汇柱内的所述至少一个流体控制装置，以通过使所述多个流体混合物流动流的至少一部分转向选择性地控制流体交流。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：提供孔***塞流体控制装置，利用施加至所述孔***塞流体控制装置的轴向向上或轴向向下的表面的差异压力能放置和移除所述孔***塞流体控制装置；及，穿过所述孔***塞流体控制装置放置电缆或管道，同时使所述多个流体混合物流动流的至少一部分转向至除了所述内部通道外的通道。

14.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：选择性控制在单个主钻孔和所述至少一个储层的邻近区域之间的气体、液体、固体或它们的组合的流体混合物的流体交流，以在所述流体交流的过程中使施加在所述邻近区域上的静水压超平衡、平衡或平衡不足。

15.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：提供一个或多个另外的连接件管道，用于与所述多个静止的管道压力屏障操作性合作，其中所述一个或多个另外的连接件管道同轴或径向配置在次级压力承载管道内。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：流体连接所述一个或多个另外的连接件管道，以限制施加在所述多个静止的管道压力屏障上的压力，其中，所述一个或多个另外的连接器管道与压力吸收储层交流以提供压力均衡或压力释放。

17.一种在多个储存作业期间利用位于井头管汇与一个或多个储层之间的设备或储层流体混合物流动流径向通道交叉的使用管汇的方法(1S、1T、157、CO1～CO7)，所述储存作业包括生产、注入或溶液开采，所述方法包括以下步骤：

提供多个管道，所述多个管道设置为穿过环绕套管屏障和套管通道，所述环绕套管屏障和套管通道穿过地下岩层，用于进入一个或多个储层的至少一个邻近区域，其中所述多个管道的下端形成用于穿过围绕内部通道设置的至少一个同轴中间通道的同轴储层流动的多个静止的管道压力屏障；和

执行所述多个储存作业，通过使多个流体混合物流动流穿过至少一个储层流体径向通道从所述内部通道或所述至少一个同轴中间通道中的至少一个跨过和转向到所述内部通道或所述至少一个同轴中间通道中的至少另一个，从而进入储层流体，所述内部通道或所述至少一个同轴中间通道中的至少另一个从所述内部通道或所述至少一个同轴中间通道中的至少一个径向向内或向外设置；使用沿着所述内部通道设置，并且选择性地能横跨所述内部通道设置和能够跨越所述内部通道移除的流体控制装置，以在使用中，在所述多个储存作业期间，选择性进入和交流通向或来自所述一个或多个储层的所述至少一个邻近区域的多个流体混合物流动流。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，使流体在所述一个或多个储层之间选择性地进入和交流包括分离不同比重的流体，所述不同比重的流体利用所述流体控制装置能够在两个或更多个深度处进入和交流。

19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括以下步骤：选择性使用所述流体控制装置，以在两个或更多个深度处提供水至盐矿中的所述至少一个邻近区域，以形成基本碳氢化合物或基本水的盐水和储存储层(158、159)，所述盐水和储存储层(158、159)具有在基本水(117)或流体(117A)界面上方的盐惰性或储存流体缓冲物空间，可用于控制盐溶解、碳氢化合物作业、溶液开采作业(1)或它们的组合(1S)。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，选择性地在所述井头管汇与所述至少一个邻近区域之间流体交流包括：在两个或更多个深度处使用所述流体控制装置来选择***流流体至所述至少一个邻近区域和选择***流来自所述至少一个邻近区域的流体，以将储存的流体或盐水运输到至少两个盐水和储存储层(158、159)，或运输来自所述至少两个盐水和储存储层(158、159)的储存的流体或盐水；所述至少一个邻近区域位于所述基本水或流体界面之间或下方。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括在作业过程中选择性使用所述流体控制装置，以在两个或更多个深度处提供水至所述基本水或流体界面，以经由u-管管道装置将在第一盐水和储存储层(158、159)的下端处的盐水移置到至少一个第二盐水和储存储层，以经所述第一盐水和储存储层中的盐溶解产生盐水，以在作业过程中使在所述至少一个第二盐水和储存储层(158、159)中的盐溶解最小化。

22.根据权利要求19所述的方法，进一步包括以下步骤：选择性使用所述流体控制装置，以在两个或更多个深度处提供不同比重的盐惰性或储存的流体，以形成包括缓冲物空间的多个流体界面；所述缓冲物空间用于在最终注水泥的套管鞋下方和所述基本水或流体界面上方的储存作业。

23.根据权利要求19所述的方法，其中，选择性控制在所述井头管汇和所述至少一个邻近区域之间的流体交流包括：在两个或更多个深度处选择性使用所述流体控制装置，控制储存在所述储存流体缓冲物空间中且从所述储存流体缓冲物空间取回的所述盐惰性或储存的流体的流体交流，以影响储存在所述盐水和储存储层(158、159)中且从所述盐水和储存储层(158、159)取回的流体的相关联的工作压力、体积和温度。

24.根据权利要求19所述的方法，进一步包括在两个或更多个深度处使用所述流体控制装置选择性控制洞穴壁的形状，以通过控制所述基本水或流体界面来利用所述盐水和储存储层(158、159)的盐溶解，从而控制工作储存体积、溶液开采速率、盐蠕变速率或它们的组合，直至达到用于盐穴稳定性的最大有效直径。

25.根据权利要求24所述的方法，进一步包括将盐惰性流体储存在地下深度之间的洞穴壁内，在所述地下深度处，所述洞穴壁以达到用于盐穴稳定性的最大有效直径，以及使用所述流体控制装置在两个或更多个深度处选择性进入和交流所述盐惰性流体。

26.根据权利要求19所述的方法，进一步包括配置和分离一个或多个储层，以相应于储存在所述一个或多个储层内的流体压力及所述盐水和储存储层(158、159)的有效直径来提供盐柱架，以及使用所述流体控制装置在两个或更多个深度处选择性进入和交流所述流体。

27.根据权利要求19所述的方法，其中，选择性控制在所述井头管汇和所述至少一个邻近区域之间的用于碳氢化合物作业、溶液开采作业或它们的组合的加压流体交流包括使用海洋的水和盐水吸收能力，以及在两个或更多个深度处使用所述流体控制装置。

28.根据权利要求19所述的方法，其中，选择性控制在所述井头管汇和所述至少一个邻近区域之间的流体交流包括使用船、管线或海洋的流体交流能力来操作所述盐水和储存储层(158、159)。

29.根据权利要求17所述的方法，其中，使多个流体混合物流动流的至少一部分穿过所述至少一个储层流体径向通道跨过和转向包括：执行穿过管汇柱的管汇交叉的流体的径向通过、穿过储层u-管样管汇交叉装置的流体的径向通过，或者它们的组合。

30.根据权利要求17所述的方法，还包括接合和操作一个或多个井头、阀门树、泵、表面管汇，或者它们的组合，以与所述井头管汇交流的步骤。