На основании положений физико-химической механики дисперсных систем и термодинамики равновесных и неравновесных процессов в результате изучения кристаллохимического строения и водно-физических свойств цемента и глин установлены основные закономерности структурообразования и коррозионной устойчивости глиноцементных систем, приведена их физико-химическая модель. Предложена классификация глин на основе их кристаллохимического состава и водно-физических качественных показателей.

Рассмотрены существующие представления о механизме ингибирующего действия силикатов, ионов калия и гидрооксида кальция. Приведены результаты сравнительных исследований влияния водных сред силикатного и известкового буровых растворов на аргиллиты.

Рассмотрено моделирование вибраций вибросит с помощью метода конечных элементов, которые подлежат износу и выходу из строя при очистке растворов в процессе бурения скважин. Определены частоты и формы собственных колебаний традиционного вибросита и вибросита с гофрированной сеткой.

Для комбінованої дії на призабійну зону пласта (ПЗП) запропоновано використовувати спільно лужні та кислотні розчини. Залежно від геолого-промислових умов конкретних свердловин лужні і кислотні розчини рекомендовано для проведення термохімічної дії, термокислотної дії, послідовно циклічної обробки ПЗП лужним і кислотним розчином, комбінованої обробки теплом, лужним і кислотним розчином, технології збільшення нафтовилучення шляхом циклічного нагнітання лужного і кислотного розчинів. Комбінована дія на продуктивний пласт досягається за рахунок різних технологічних схем сумісного нагнітання лужного і кислотного розчинів. Детально розглянуто умови використання кожного з методів і рекомендовано оптимальні реагенти для їх використання за інтенсифікації здобичі нафти і газу.

Показано, что использование гидравлических способов диспергации не обеспечивает полного диспергирования твердой фазы промывочной жидкости. Предлагается осуществлять гидродинамическое воздействие на промывочную жидкость, при котором создается кавитационный еффект. Регулирование интенсивности кавитационного диспергирования осуществляется путем изменения коэффициента запирания потока промывочной жидкости.

Розроблено методику додавання попередньо розроблених протизношувальних домішок до бурових розчинів. Проведені дослідження підтвердили справедливість і ефективність одержаних регресійних рівнянь оптимізації вмісту відповідних домішок до бурових розчинів різних типів.

Для якісного розкриття продуктивних горизонтів з низькими пластовими тисками і проникністю рекомендовано безглинистий крохмально-калієвий буровий розчин. Складовими компонентами цього розчину є концентрований водний розчин екструзивного крохмалю, хлористий калій, гідроксид калію і вода. Головною особливістю цього розчину є відсутність глинистої фази, великі інгібуючі властивості, низька фільтрація, що дає змогу звести до мінімуму кольматацію продуктивного горизонту і одночасно зберегти його первинну проникність.

Для досягнення високої ефективності роботи дегазаторів гідроциклонного типу під час дегазації промивної рідини необхідно здійснити правильний вибір їх параметрів і режимів роботи. Проведено теоретичне дослідження руху промивної рідини всередині камери дегазатора гідроциклонного типу, за результатами яких можливо здійснити підбір оптимальних розмірів камери дегазатора і режимів руху газорідинної суміші, що забезпечить максимальний ефект дегазації.

Розроблено методику впровадження попередньо розроблених протизношувальних домішок до бурових розчинів у виробництво. Проведені дослідження дозволили не тільки запроектувати заходи щодо запровадження даної інновації, а і створити адекватну модель розрахунку економічної ефективності розроблених протизношувальних домішок до бурових розчинів.

Обгрунтовано перспективність використання гідродинамічної суперкавітації для приготування промивальних рідин під час буріння свердловин, параметри і конструкцію кавітаційного диспергатора. Встановлено, що основним критерієм, який визначає інтенсивність роботи кавітаційного диспергатора, є коефіцієнт запирання потоку, керуючи яким за допомогою переміщення конуса в дифузорі можна добиватися зміни швидкості обтікання його потоком рідини. Запропоновано рівняння для визначення часу диспергування певного об'єму дисперсної фази під час приготування промивальних рідин.

На підставі теоретичного аналізу результатів пошукових експериментальних досліджень обгрунтовано гуматно-біополімерну синергетичну композицію як основу бурових розчинів без вмісту твердих фази. Розроблено базову рецептуру. Досліджено технологічні властивості. Вивчено вплив температури, лужності середовища та концентрації солей на властивості гуматно-біополімерного бурового розчину (ГББР). З використанням базової рецептури розроблено та досліджено мінералізований, вапняний і силікатний типи безглинистих ГББР. Вивчено вплив хімічних реагентів вітчизняного виробництва у композиції з зарубіжними реагентами на технологічні властивості ГББР. Досліджено вплив бактерицидних домішок на ферментативну стійкість мінералізованого та вапняного ГББР, визначено ефективність їх застосування. Промислові впровадження рецептур безглинистих ГББР підтвердили їх ефективність за умов буріння свердловин на родовищах Дніпровсько-Донецької западини.

Обгрунтовано шляхи підвищення ефективності буріння свердловин за рахунок вибору оптимальних рецептур обробки бурових розчинів. Розроблено методику вибору оптимальних рецептур обробки бурових розчинів, яка базується на новій формалізації задачі пошуку з гнучким вибором критерію оптимальності залежно від геолого-технологічних умов буріння. Відзначено, що дана методика органічно поєднує використання регресійних залежностей і сплайн-функцій для опису впливу концентрацій реагентів на технологічні властивості бурового розчину, а також методи числового, експериментального й інформаційного пошуку оптимальної рецептури обробки бурового розчину. Розроблено експертну систему "MudExpert", яка забезпечує вибір методів пошуку, побудову та супровід планів експериментів, математичну обробку експериментальних даних і пошук оптимальної рецептури обробки бурового розчину, а також опрацювання даних ротаційної віскозиметрії. В запропоновану експертну систему включено засоби для накопичення промислової інформації та її використання під час пошуку рецептур обробки бурових розчинів. Проведено апробацію нової методики вибору оптимальних рецептур обробки бурових розчинів в БУ "Укрбургаз".

Розроблено та апробовано математичну модель нестаціонарних потоків рідини та газу у трактах пульсаційного диспергатора (ПД). Досліджено закономірності, що мають місце за гідродинамічних процесів, які відбуваються у рідинному тракті ПД, з урахуванням впливу певних фізичних чинників (величини перепаду тисків у ресиверах, періодичності, тривалості та частоти дії тиску, густини та температури рідинної суміші). Установлено залежність між реологічними параметрами, що зумовлюють структурні та якісні властивості глиняної суспензії, та тривалістю обробки суспензії у ПД за різних режимів. Запропоновано й обгрунтовано оптимальні конструкції та геометричні параметри елементів ПД, за яких забезпечується скорочення тривалості готування глиняного розчину та суттєво покращуються його якісні характеристики. Наведено метод зменшення густини суміші з метою скорочення часу готування та покращання якості глиняної суспензії. Оцінено вплив температури на інтенсивність масообмінних процесів у рідинному тракті ПД. Створено методику розрахунку дослідно-промислового зразка ПД для готування глиняних суспензій.

Запропоновано та обгрунтовано ентропоосмотичну модель руйнування стінок свердловин, суть якої полягає у здатності рідин у системі буровий розчин (БР) - привибійна зона свердловини (ПЗС) довільно рухатись проти градієнта своєї структурної організованості у пори та тріщини гірських порід, що викликає нагромадження механічних напружень і руйнування стінок. Запропоновано використовувати параметр діелектричної проникності для визначення інгібуючих (осмотичних) властивостей бурових розчинів. На підставі застосування нових теоретичних положень розроблено рецептури високоінгібуючих бурових розчинів, впроваджених у виробництво.

Вперше розроблено безглинистий крохмально-калієвий буровий розчин, головною особливістю якого є низька фільтрація, відсутність глинистої фази, високі інгібуючі властивості та низький показник концентрації іонів водню, що підвищує ефективність розкриття низькопроникних продуктивних горизонтів з низькими пластовими тисками. Одержано карбоксильний крохмальний реагент, який володіє підвищеною термостійкістю, розчинний у воді, стійкий до ферментантивної деструкції. Запропоновано новий інгібітор деструкції крохмальних реагентів у процесі буріння свердловини й ініціатор деструкції крохмальних реагентів під час освоєння та випробування продуктивних горизонтів.

Рассмотрены вопросы использования отходов деревообрабатывающей промышленности (детерпенов) в буровых растворах в качестве смазочной добавки. Проведены исследования влияния новой добавки на реологические, фильтрационные и смазочные свойства буровых растворов.

Представлены результаты исследования основных свойств растворов на основе биополимеров ксантанового ряда в зависимости от концентрации. Проведены исследования плотности минеральной части шлаков, абразивности, магнитных свойств и фракционного состава подготовленного утяжеляющего агента.

Приведен принцип работы внутренней гидроциклонной шламовой трубы. Оценена возможность создания разряжения в ее полости, для подсасывания загрязненной шламом жидкости. Прогнозируется скорость движения частиц шлама в канале гидроциклона шламовой трубы.

Розроблено методику корозійно-електрохімічних досліджень геофізичних кабелів в середовищі бурового розчину. Проведено експериментальні випробування на корозійну тривкість дротинок обплетення геофізичного кабелю КГ-1-27-150 без та із змащенням машинним маслом. Встановлено, що під час анодної поляризації в буровому розчині більш захищеною є поверхня сталі, змащена машинним маслом.

Розглянуто механізм утворення зворотних витоків розчинної суміші через усмоктувальний клапан розчинонасоса впродовж такту нагнітання та вплив конструктивних і реологічних параметрів на їх величину; розроблено математичну модель цього процесу.