مقدمه

برای انجام مراحل مختلف اکتشاف مواد معدنی فلزی و غیر فلزی، نفت، گاز و آب و همچنین به منظور بررسی و مطالعه خصوصیات سنگ شناسی، آلتراسیون و کانی سازی لایه‌های زیرزمینی یک منطقه به حفاری می‌پردازند. انواع مهم حفاری عبارتند از : نوع مغزه گیر، نوع روتاری و نوع ضربه‌ای. موادی که برای حفاری استفاده می‌شود تابع روش حفاری، مقاومت سنگ‌ها، میزان شکستگی، عمق، مواد گازی و ترکیب کانی شناسی سنگ است.

نقش مواد در گل حفاری

 کنترل وزن مخصوص

برای کنترل مخصوص از باریت، گالن و آهک استفاده می‌شود. در مواردی که فشار آب و یا گاز در منطقه حفاری زیاد باشد، یا حفاری در سنگ خاصی(نظیر شیل) صورت گیرد، از باریت می‌توان استفاده نمود. در صورتی که فشار آب و یا گاز در سنگ‌هایی که حفاری می‌شود خیلی زیاد باشد، از گالن استفاده می‌کنند. از آهک به منظور کاهش وزن مخصوص کمک می‌گیرد. 

مواد تغییر دهنده غلظت

به منظور بازیابی سریع مواد حفاری شده، جلوگیری از گیر کردن مته و افزایش سرعت حفاری، از بنتونیت سدیم‌دار، اتاپولژیت (Attapulgite)، آزبست، موسکویت، گرافیت و دیاتومیت می‌توان استفاده کرد. 

کنترل ترکیب شیمیایی محلول حفاری

ترکیب شیمیایی محلول حفاری بر غلظت، وزن مخصوص، سرعت حفاری و دستگاه‌های حفاری تاثیر مستقیم می‌گذارد. مواد معدنی مورد استفاده عبارتند از: بی‌کربنات سدیم، نمک، آهک، دولومیت و ژیپس. 

مواد معدنی که در حفاری استفاده می‌شوند:

• بنتونیت: به منظور جلوگیری از هدر رفتن محلول حفاری در چاه‌هایی که درز و شکاف زیاد دارند، می‌توان از بنتونیت سدیم‌دار به عنوان پوشش داخلی سطح چاه استفاده نمود. بنتونیت خاصیت کلوئیدی را افزایش می‌دهد و در نتیجه درصد بازیابی پودر و سنگ افزایش می‌یابد.
• میکا: برای جلوگری از گیر کردن مته در سنگ‌های دارای خاصیت چسبندگی زیاد، نظیر وزن گسلی یا در سنگ‌های مارنی از میکا باید استفاده شود.
• گرافیت: هر گاه مته و محور آن به هنگام حفاری گیر کند، استفاده از گرافیت لازم می‌آید که البته بعد از بر طرف شدن مانع باید آن را از چاه خارج کرد.
• باریت: برای کنترل وزن مخصوص از باریت استفاده می‌کنند.
• گالن: به منظور کنترل وزن مخصوص از گالن استفاده می‌نمایند.
• آهک و دولومیت: جهت کاهش وزن مخصوص و کنترل خاصیت قلیای از آهک و دولومیت می‌توان استفاده نمود.
• ژیپس: برای جلوگیری از آلودگی کربنات و همچنین جهت لخته کردن کانی‌های رسی از ژیپس استفاده می‌شود.
• آزبست: به منظور افزایش درصد مواد حفاری می‌توان از آزبست استفاده نمود.
• نمک: در موقع حفاری به منظور کنترل قطر چاه و همچنین برای کنترل پراکندگی رس‌ها از نمک استفاده می‌شود.
• کربنات و بی‌کربنات سدیم: به منظور کنترل محلول‌ها و جلوگیری از خطر آلودگی، کربنات را مورد استفاده قرار می‌دهند.
• پرلیت و خاکسترهای آتشفشانی: این مواد به عنوان سیمان بکار می‌روند.