Химические реагенты впервые начали применять в 30-х годах XX века. В настоящее время в России выпускается постоянно или периодически более 200 материалов и реагентов для приготовления и регулирования свойств буровых растворов. Остальные поставляются другими отраслями промышленности или являются отходами производства (для сравнения в США выпускается около 800, Канаде около 600 наименований материалов и химреагентов).

Основным средством регулирования свойств буровых растворов (вязкость, величина фильтрации, плотность, статическое напряжение сдвига и др.) является химическая обработка их с помощью различных реагентов. Кроме того, в процессе бурения появляется необходимость придать растворам смазочную и эмульгирующую способность, уменьшить коррозионное и пенообразующее действие и т.д. Выбранные буровые растворы должны обрабатываться, по возможности, доступными и дешевыми реагентами.

Химическая обработка буровых растворов имеет важное значение в технологии их приготовления и применения. От выбора материалов и реагентов для приготовления бурового раствора в большой степени зависит качество строительства скважин.

Задачи химреагентов:

придание буровым растворам необходимых технологических свойств в процессе их приготовления, т.е. для получения буровых растворов, соответствующих геолого-техническим условиям бурения скважин;
защита используемых буровых растворов от окружающих воздействий: шлама выбуренных пород, температур, давлений, агрессии пластовых флюидов и т.д.;
восстановление или поддержание в заданных пределах свойств буровых растворов.

Первыми химическими реагентами, которые в мировой буровой практике начали применяться с 1929 года, были каустическая сода (едкий натр, гидроокись натрия) – NaOH и алюминат натрия (Na2Al2O3). Они предназначались для повышения вязкости и статического напряжения сдвига буровых растворов с целью предупреждения осаждения в них частиц утяжелителя.

В России химические реагенты начали использовать в бурении c 1930-х годах. Первыми отечественными реагентами являются УЩР и ТЩР, предложенные В.С. Барановым и З.П. Букс в 1934 году (по другим источникам – в 1938 г.).

Буровые растворы классифицируют по: составу, химической природе, назначению, солестойкости, термостойкости.

Характер действия реагента зависит от вида твердой фазы, от характера дисперсионной среды, от условий минерализации, температуры и давления. Наиболее целесообразно классифицировать реагенты по составу и назначению (по Ивачеву):

неорганические (электролиты),
органические (стабилизаторы и защитные коллоиды).

По назначению (действию на свойства буровых растворов) все химические реагенты принято условно делить на следующие 11 групп:

понизители фильтрации;
понизители вязкости (разжижители);
структурообразователи;
регуляторы щелочности (рН);
ингибиторы глинистых пород;
регуляторы термостойкости (+ и -);
пенообразователи;
пеногасители;
эмульгаторы (вещества, предохраняющие капельки дисперсной фазы эмульсий от коалесценции, т.е. слияния);
смазочные добавки;
понизители твердости горных пород.

Большинство существующих классификаций регентов можно упростить, разбив их на 3 группы:

Реагенты структурообразователи (без существенного изменения плотности бурового раствора),
Реагенты - стабилизаторы направленного действия (изменяют требуемые технологические параметры или свойства без изменения других свойств),
Реагенты специального назначения.

В США компоненты для буровых растворов принять делить на 16 групп:

Полисахариды – естественные (природные) полимеры, имеющие общую химическую формулу – (C6H10O5)n. Основные реагенты этой группы: крахмал; модифицированный крахмал (МК); карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ - 500, 600, 700) и ее зарубежные аналоги FINOGELL, FIN-FIX и др.; КМЦ марки «Торос-2» - буровая.
Акриловые полимеры – синтетические полимеры, являющиеся продуктами нефтехимии. Основные реагенты этой группы: гидролизованный полиакрилонитрил (гипан), а также его аналоги: отечественные (гивпан-Н, порошкообразный акриловый полимер – ПАП, полимер «Унифлок») и зарубежные (CYPAN); НР-5 (нитронный реагент); полиакриламид (ПАА) и его зарубежные аналоги: DK-DRIL, Cydril – 5110, 400, 5300; метас, метасол; сополимер М-14ВВ; лакрис 20.
Гуматные реагенты – натриевые или калиевые соли гуминовых кислот, получаемые экстракцией из бурого угля или торфа в присутствии щелочи (NaOH, KOH). Основные реагенты этой группы: углещелочной реагент (УЩР); торфощелочной реагент (ТЩР); гуматнокалиевый реагент (ГКР).
Лигносульфонаты (сырьем для их получения служат многотоннажные отходы производства целлюлозы сульфитной варкой древесины). Основные реагенты этой группы: сульфитно-спиртовая барда (ССБ); конденсированная сульфитно-спиртовая барда (КССБ); феррохромлигносульфонат (ФХЛС); хромлигносульфонат (окзил).
Реагенты на основе гидролизного лигнина (сырьем для их получения служит гидролизный лигнин, который является отходом при производстве спирта из древесины, подсолнечной лузги, кукурузных кочерыжек, хлопковой шелухи и др.). Основные реагенты этой группы: нитролигнин (НЛГ); игетан.
Электролиты - кислоты, соли и основания (щелочи). Основные реагенты этой группы: NaOH – гидроокись натрия (едкий натр, каустическая сода); Na2CO3 – карбонат натрия (кальцинированная сода); КОН – гидроокись калия (едкий калий); Ca(OH)2 – гидроксид кальция (гашеная известь); CaCl2 – хлористый кальций; KCl – хлористый калий; жидкое стекло натриевое Na2O·nSiO2 и калиевое К2O·nSiO2; KАl(SO4)2 – алюмокалиевые квасцы; нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФ) и др.
Кремнийорганические жидкости – синтетические полимеры, содержащие в макромолекуле атомы кремния и углерода. Основные реагенты этой группы: ГКЖ-10 (11); Петросил – 2М.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) - способны адсорбироваться на поверхности раздела фаз (воздух – жидкость, жидкость – жидкость, жидкость - твердое тело) и снижать вследствие этого межфазное поверхностное натяжение. Основные реагенты этой группы: сульфонат; сульфонол; азолят А; ДС-РАС; ОП-7, ОП-10; превоцел.
Утяжелители;
Закупоривающие материалы (наполнители);
Бактерициды (вещества, подавляющие микробиологическую деятельность, т.е. предупреждающие микробиологическую деструкцию химических реагентов и, в частности, полимеров);
Реагенты, связывающие ионы кальция;
Ингибиторы коррозии и нейтрализаторы;
Флокулянты;
ПАВ (наряду с пенообразователями, пеногасителями, эмульгаторами);
Загустители (реагенты, повышающие вязкость).