چکیده: دشواری های حفاری در شیل های حساس به آب یکی از مسائل اساسی صنعت نفت و گاز به شمار می رود. بیش از 10% هزینه های حفاری چاه، مربوط به مشکلات ناپایداری شیل هستند که در واقع چیزی بیش از یک میلیارد دلار در سال خواهد شد. سازندهای شیلی با داشتن کانی های رسی به-سادگی می توانند آبِ موجود در گلِ حفاری را به خود جذب کنند و به سرعت دچار تورم و ریزش شوند و موجب ناپایداری دیوارۀ چاه، چسبیدگی لوله ها و توپی شدن مته گردند. برای رفع این مشکل، گل های حفاری پایه روغنی، به ویژه گلِ امولسیون معکوس به کار می روند. این گل ها در کنار برتری هایی مانند پایدارسازی شیل، روان کاری مناسب و عدم چسبندگی، کاستی هایی نیز هم چون هزینۀ بالا، محدودیت های زیست محیطی و پیامدهای زیان آور بر روی حفاری و تکمیل قسمت بهره ده دارند. گل های پایه آبیِ پلیمری از گزینه هایی هستند که در صورت بازده مناسب می توانند جایگزین گل پایه روغنی شوند. پلیمرهای کپسوله کنندۀ شیل، خرده های حفاری و رویۀ شیل ها را می پوشانند و برهم کنش شیل با آب را محدود می کنند. پلی گلایکول نیز با داشتن حلالیت پذیری وارونه در دمای ته چاه به صورت درجا به شکل امولسیون درمی آید و از فاز آبی جدا می شود و منافذ شیل را پُر می-کند. بنابراین نفوذ سیال و فشار آب، محدود خواهد شد. اگر طراحیِ خوبی در فرمولاسیون گل های پلیمری انجام پذیرد، در حفاری بسیاری از شیل ها می توانند جایگزین گل روغنی شوند. شرکت ملی حفاری ایران در سال 1390 در یک طرح پژوهشی، ، فرایند تورم شیل را بر روی قرص های بنتونایتی در آزمایشگاه به کمک دستگاهِ تورم سنج خطیِ پویا بررسی کرد که به طراحی یک فرمولاسیون گلِ پلیمری برای جایگزین شدن با گل پایه روغنی انجامید. در پژوهش حاضر، فرمولاسیون طراحی شده در شرکت ملی حفاری مورد بازبینی قرار می گیرد و تلاش خواهد شد تا با جابه جا نمودن ترتیبِ افزودنِ افزایه ها، کارایی گلِ در کنترل و کاهش تورم شیل بررسی گردد و در واقع این فرمولاسیون بهینه سازی شود. برای این منظور تعداد بیست و دو سیال پلیمری با فرمولاسیون یکسان ساخته شد که ترتیب افزودنِ مواد در آن ها متفاوت بود. یک گل پایه روغنی نیز به عنوان سیالی با کارکرد ایده آل در کنترل شیل ساخته شد. پس از آماده سازی سیال ها، ویژگی های جریانیِ آن ها اندازه گیری و به کمک دستگاه تورم سنج، نمودارِ تورم شیل با گذشت زمان در برهم کنش با هر یک از این سیال ها تهیه و مقایسه گردید. در این پژوهش از قرص-های فشردۀ بنتونایتی به جای نمونۀ شیلی بهره گرفته شده است. در پایان پس از اصلاحِ فرمولاسیون اولیه، یک فرمولاسیون بهینه برای گل حفاریِ پلیمری پیشنهاد گردید.