Крахмал является представителем полимеров-полисахаридов естественного происхождения. Не последнюю роль сыграла и доступность крахмала, производимого из клубневых и зерновых  культур.

Первое применение крахмала при подготовке буровых растворов состоялось в Соединенных Штатах в 1939 году. Крахмал является представителем полимеров-полисахаридов естественного происхождения, это неионогенный полимер и его свойства были использованы для снижения высоко- и среднеминерализованных растворов при наличии любых солей при температуре до 80 градусов С, рН = 9-13 и добавке до 3.0%. Не последнюю роль сыграла и доступность крахмала, производимого из клубневых и зерновых  культур.
extrabur

Первоначально для буровых растворов активно использовался крахмал пищевой.  Он имел желтоватый или белый цвет, обладал плотностью 1300-1600 кг/м и  растворялся в соотношении 10:2-10:4. Принцип подготовки раствора был таков: осуществляется заливка воды в глиномешалку до уровня валов, при перемешивании добавляется крахмал и только после этого постепенно добавляется раствор щелочи. Далее следовало перемешивание  и последующее добавление воды. После этого реагент можно считать готовым к применению. При этом следует учитывать, что если в растворе использовалась минерализованная вода, то крахмал следовало добавлять исключительно после каустической соды.

Очень важно при работе с крахмалом придерживаться технологий, поскольку они учитывают все его свойства и реакции. Так учитывается, что при гидролизе любых видов крахмала, как и всех полисахаридов, происходит образование глюкозы, которая состоит из амилопектина и амилозы. Также большинство из известных полисахаридов способны образовать необратимо разрушающиеся конденсационно-кристаллизационные и способные к полному восстановлению после разрушения тиксотропные коагуляционные структуры.

Приготовление клейстера, во-первых, отнимает определенное время, а, во-вторых, клейстер зимой может вызывать некоторые сложности при работе буровой установки, ведя к снижению плотности раствора. Оптимальным вариантом является добавление его к раствору в форме порошка, при этом  рН раствора должно составлять не менее 11.

Крахмал, поддаваясь деструкции при температуре более 80 градусов С, характеризуется низкой термостойкостью. Это относится ко всем видам крахмала. Продукт, получаемый при распаде, оказывает влияние на вязкость раствора, однако полной потери стабилизирующих свойств не происходит. Есть несколько способов поднять показатели термостойкость – это добавление 0.01 % хромпика, НТФ или МАС-200, АМ-5 до 0.1-0.3 %.

Если добавка крахмала осуществляется в высокоминерализованный утяжеленный раствор, то происходит рост СНС и вязкости. Именно поэтому технология предусматривает введение крахмала в несколько подходов. Также используется КМЦ-400 или понизитель водоотдачи, что позволяет предотвратить загущение раствора.

Крахмал, несмотря на свои положительные свойства, обладает и недостатками. В частности, воздействие таких микроорганизмов, как плесень,  грибки или бактерии, может провоцировать его ферментативное разложение (загнивание). В ходе этого процесса образуются газообразные вещества, понижающие рН раствора и вызывающие его вспенивание. Если процесс загнивания начался, то восстановить качественные характеристики такого бурового раствора уже невозможно. В таких случаях требуется полная или частичная его замена. Холодная или горячая пресная вода (температура >70 градусов С) способствует замедлению разложения крахмала. В тех случаях, когда крахмал модифицированный кукурузный или любого другого вида предназначен для разового использования, он может быть применён и в пресном водном растворе без соблюдения некоторых требований.

Существует 3 способа недопущения процесса ферментативного разложения материала:

  1. Повышение и поддержание в буровом растворе показателей рН до 11-13. Малоэффективный способ, поскольку высокие показатели рН бурового раствора в большинстве случаев являются нежелательными. Кроме того, при наличии в растворе поливалентных солей, данный способ может в итоге привести к выпадению крахмала в осадок, который, как известно, образуется при реакции между щелочью и солями.
  2. Обеспечение минерализации фильтрата не менее 20%. Достаточно эффективный способ. Возможно его сочетание с первым способом, поскольку предварительное насыщение бурового раствора солью предотвращает разложение крахмала.
  3. Добавление в буровой раствор специальных антиферментаторов, которые оказывают подавляющее воздействие на жизнедеятельность бактерий. Это наиболее современный и универсальный вариант. Антиферментаторами могут выступать фенол, формалин и прочие вещества.

В современных условиях пищевой крахмал не используется.