В основе системы обычно используются бентонитовый порошок (для обеспечения вязкости и формирования фильтрационной корки) и кальцинированная сода (для регулирования уровня pH воды). Для повышения несущей способности и контроля водоотдачи в песчаных или скальных грунтах добавляют специальные полимеры, такие как ксантановая камедь (Poly-Xan) и полианионная целлюлоза (ПАЦ).

Бурение в реакционноспособных глинах или набухающих сланцах может привести к заклиниванию инструмента и обрушению стенок скважины. Подрядчики применяют ингибиторы глины и сланцев (например, хлорид калия — KCl) или синтетические жидкие стабилизаторы сланцев. Эти химические реагенты предотвращают поглощение воды пластом, обеспечивая устойчивость ствола скважины и сводя к минимуму набухание пород.

В высокопористых или рыхлых грунтах буровой раствор легко просачивается в окружающие породы, создавая риск обрушения. Для предотвращения потерь жидкости применяют специальные материалы (LCM), такие как предварительно желатинизированный крахмал или особые набухающие полимеры. Они закупоривают поры в грунте и формируют непроницаемый слой (фильтрационную корку), удерживающий давление бурового раствора.

Поддержание объема жидкости обеспечивает надежный вынос бурового шлама из скважины потоком бурового раствора. При потере жидкости в грунт стенки скважины пересыхают, крутящий момент возрастает, а буровая колонна подвергается риску прихвата. Использование полимеров для регулирования фильтрации позволяет поддерживать необходимую плотность и тиксотропные свойства раствора, предотвращая обрушение стенок скважины.

Точный состав химической смеси во многом зависит от местных геологических условий. В связных глинистых грунтах может быть достаточно простой смеси на основе бентонита и воды, однако для работы в условиях валунно-галечных отложений, трещиноватых скальных пород или крупнозернистого песка необходим специально разработанный буровой раствор с полимерными добавками.