موفقیت در اکتشاف نفت و مخالفتهای داخلی و خارجی این قرارداد با شکست مواجه شده و طرف ایرانی مجبور به پرداخت غرامت سنگینی شد. ولی در سال 1901 میلادی(1280 شمسی) طبق امتیاز نامه دیگری اجازه اکتشاف، استخراج، تصفیه، حمل و نقل و فروش نفت و همچنین احداث خط لوله در تمام خاک ایران بجز پنج ایالت شمالی، به یکی دیگر از اتباع انگلستان به نام ویلیام ناکس دارسی30 و به مدت 60 سال داده شد. از آن پس فعالیتها برای اکتشاف و استخراج نفت در منطقه دور افتاده ای بنام چاه سرخ در حوالی کرمانشاه شروع گردید که در تابستان 1903 حفاری ها در عمق 507 متری به گاز نفت و سپس به نفت رسید. چند ماه بعد دومین چاه نیز در عمق مشابهی حفر شده و به نفت رسید. بهره برداری از این چاه ها، با توجه به بازده کم روزانه حدود 30 تن و هزینه های بالای حفاری و حمل نقل، مقرون به صرفه تشخیص داده نشد، دارسی که سرمایه گذاری زیادی انجام داده بود وبه نتیجه مطلوب نرسیده بود مجبور به همکاری با شرکت نفت برمه شد. که آن نیز یک شرکت انگلیسی بود. همکاری این دو گروه با هم منجر به ایجاد شرکت جدیدی بنام سندیکای امتیازات در سال 1905 شد. جورج برنالد رینولدز31 زمین شناس معروف، بعد از تحقیقات ابتدایی اعلام کرد که حفاریها باید در منطقه مسجد سلیمان که دارای ساختار تاقدیسی است صورت گیرد. ولی شرکت با تکرار اشتباه اولیه اقدام به حفاری دو حلقه چاه به عمقهای 661 و 591 متر در منطقه رامهرمز نمود که هیچ کدام به نفت نرسید. بعد از این اشتباه و عدم موفقیت شرکت با ناامیدی تمام دستور توقف حفاری را صادر نمود ولی رینولدز که به وجود نفت در مسجد سلیمان اطمینان داشت حفاری ها را به منطقه نفتون در مسجد سلیمان منتقل نموده و از اجرای دستور خودداری نمود. در 26 می 1908 ( پنجم خرداد 1287 ) وقتی حفاری چاه در مسجد سلیمان به پایان رسید نفت به ارتفاع 50 فوت در هوا فوران کرد که سطح تولید آن به 2300 بشکه در روز می رسید. برای تبدیل این میدان نفتی به یکی از بزرگترین میادین نفتی جهان و بهره برداری از آن احتیاج به سرمایه گذاری زیادی بود که برای تامین آن شرکت انگلیس- ایران ANGELO – PERSIAN OIL COMPANY در سال 1909 تاسیس گردید. بعد از گذشت 40 سال از حفر اولین چاه در میدان نفتون که بعدها در سال 1930 به مسجد سلیمان تغییر نام داد، اولین محموله نفتی ایران از بندر آبادان صادر گردید. دارسی و شرکت نفتی انگلیس و ایران تا سال 1914 در ایران به فعالیت خود ادامه دادند تا اینکه با کاهش کمک های دولت انگلستان در این سال، شرکت بنگال لنسر برای بهره برداری از منابع نفتی ایران وارد مسجد سلیمان شد. که با هوشیاری وینستون چرچیل این مسئله بحرانی به پایان رسیده و طی قراردادی دولت انگلستان 51% سهام شرکت انگلیس – ایران را به دست گرفته و حق انتصاب دو عضو هیأت مدیره با حق وتو را برای خود محفوظ داشت.

تا سال 1933 که قرارداد دارسی لغو شد جمعا 56147000 تن متریک نفت صادر گردید. (والتر32،1953)
1-1-2- تعریف حفاری
به طور کلی کندن زمین جهت رسیدن به ‌هدف مورد نظر را حفاری می گویند. حفاری می‌تواند جهت رسیدن به نفت، آب، گاز و غیره انجام گیرد.
در صنعت نفت، عملیات‌ حفاری با سرعت بسیار زیادی انجام می‌گیرند، زیرا استفاده از دکل حفاری به‌مدت طولانی از نظر اقتصادی بسیار پرهزینه می‌باشد. عملیات حفاری بسیار خطرناک می‌باشد و همواره از باتجربه‌ترین افراد جهت انجام این کار استفاده می‌شود.
تعیین محل حفاری در صنعت نفت، کاریست که مهندسین زمین‌شناس انجام می‌دهند و پس از آن با هماهنگی با مهندسین مخزن و تعیین محل دقیق وجود نفت عملیات حفاری آغاز می‌گردد.
پس از اتمام موفقیت‌آمیز عملیات اکتشاف، عملیات حفاری در طول تمامی مراحل توسعه میدان نفتی و در تمامی محیط‌ها انجام می‌شود. حفاری یکی از کارهای پیچیده، گران، طاقت‌فرسا و تخصصی در صنعت نفت بشمار می‌رود. اصولن هر کاری که قبل از حفاری انجام شده باشد، در صورتی که حفاری بدرستی انجام نگیرد، بی‌فایده است. بنابراین به حفاری اهمیت زیادی داده‌ می‌شود.
همواره بسته به شرایط و موقعیت های مختلف، از روش های متفاوتی برای حفر چاه استفاده می شود که هرکدام، از آنها از مزایا و معایب خاصی برخوردار هستند.
از سوی دیگر همزمان با پیشرفت و توسعه علم و تکنولوژی، در زمینه حفاری نیز تحقیقات گسترده ای توسط شرکتها، مؤسسات و دولتهای مختلف در حال انجام است. احتمال استفاده از برخی پروژه های تحقیقاتی در طی چند سال آینده وجود دارد. نه تنها روشهای موجود حفاری مدام در حال تغییر و تحول هستند، بلکه روش های نوین حفاری نیز به عرصه ظهور می رسند. حفاری به کمک انرژی هسته ای یا حفاری التراسونیک از مواردی هستند که در واقع می توان از آنهابه عنوان روشهای نوینی نام برد که در مرحله تحقیقات قرار دارند و برای کاربردها و موارد خاص از آنها بهره برداری می شود. (جیمز و لوموس33،1986)
1-1-3- وسایل و تجهیزات مورد نیاز حفاری
از دید کلی حفاری را به دو بخش حفاری در دریا و حفاری در خشکی تقسیم می کنند، که در این بین هر کدام به ابزارالات و تجهیزات خاصی نیاز دارند و البته بسته به نوع حفاری صورت گرفته این تجهیزات هم می تواند متفاوت باشد.
اما سوای در نظر گرفتن نوع روش حفاری مورد استفاده، همواره بعد از تعیین محل مورد نظر جهت حفاری، و برای شروع عملیات حفر چاه به یکسری ابزار و تجهیزات اولیه نیاز می باشد، که از آن جمله می توان به دکل حفاری – مته حفاری – رشته حفاری – لوله‌ جداری – تجهیزات بالابر – جایگذاری لوله جداری و سیمان‌کاری – محرک فوقانی – سیال وگل حفاری و… نام برد. (دارلی و جورج34،1988)
1-1-4- گل حفاری
تاریخچه ی گل حفاری به صدها سال پیش و به زمانی بر می گردد که برای حفر زمین تا عمق های 10 تا 20 متری از آب به دو دلیل استفاده می شد که شامل :
1- مرطوب و نرم کردن زمین مورد نظر برای حفاری
2- بالا آوردن کنده های حاصل از حفاری به همراه جریان آب به سطح زمین
اما به مرور زمان و مبتنی بر نیاز بشر برای حفاری و تحقیق در اعماق پایین تر زمین، اهمیت سیال حفاری روز بروز افزونتر گردید.
با رونق حفاری های پیشرفته و بخصوص حفاری چاه های نفت و گاز، اعتبار سیال یا گل حفاری تا به آنجا رسید که آنرا خون حفاری نامیدند و امروزه حفاری بدون گل حفاری درست به اندازه حیات بدون آب غیر ممکن و دشوار می باشد.
در یک تعریف ساده گل حفاری ترکیبی است از مواد شیمیایی معدنی و آلی که به شکل مایع ساخته می شود و در حفاری بکار گرفته می شود.
جهت جلوگیری از آلودگی‌های حفاری تغییر در مواد و همچنین تغییر در استانداردها الزامی است، بدین منظور در حال حاضر روش‌هایی در جهت کاهش حجم پسماند، افزایش بازیافت و چرخه مجدد پساب حفاری آورده شده و نمونه های زیادی از تلاش‌های انجام گرفته برای ساخت سیستم‌های تصفیه گل در جهت تطبیق با مقررات زیست محیطی ارائه شده است.
سعی ما نیز در این تحقیق بر این است که با استفاده از روش های جدید و کاربردی و با تکیه بر تکنیک نوین همزمانی استفاده از فناوری نانو و نوعی از پلیمرها، گام جدیدی را در راستای پیشبرد این مهم انجام دهیم و افتخار خدمتی بزرگ در عرصه ی اقتصادی صنایعی همچون ملی حفاری و دیگر کارخانه ها و صنایع مربوطه، با صرفه جویی در هزینه ها با بازگرداندن مجدد پساب به چرخه ی حفاری و همچنین تسهیل عملیات دفع پسماندها به لطف کاهش حجم پسماندهای مضر و تفکیک آنها از بخش اعظم پساب سازگار با محیط زیست را داشته باشیم.
1-1-4-1- وظایف اصلی گل حفاری
در بدو پیدایش حفاری چرخشی، وظیفه گل حفاری عمدتاً انتقال کنده‏های حفاری از ته چاه به سطح زمین بود. لیکن با توسعه سیستم حفاری دورانی، وظایف گل حفاری نیز سنگین‏تر شده است. اجرای وظایف محوله به گل و سیال حفاری در عملیات حفر چاه آنقدر مهم و اساسی است که نمی‏توان اهمیت آنها را نادیده گرفت به همین دلیل باید در انتخاب و نگهداری و بکارگیری آن دقت لازم را انجام داد.
امروزه یک گل حفاری مطلوب و کارساز و مورد نظر در یک حفاری موفقیت‏آمیز بایستی بتواند دست کم این ده وظیفه را انجام دهد:
1- تمیزکردن ته چاه و انتقال کنده‏های حفاری به سطح زمین
2- خنک کردن مته و لوله‏های حفاری
3- روان کردن مته و لوله‏های حفاری
4- اندود کردن دیواره چاه و جلوگیری از ریزش چاه
5- کنترل فشارهای زیر زمینی
6- معلق نگه داشتن کنده‏ها و مواد وزن افزا به هنگام قطع جریان گل حفاری
7- ترخیص شن و کنده‏های حفاری بر روی الکهای لرزان و سایر تجهیزات جدا کننده
8- تحمل قسمتی از وزن لوله‏های حفاری و لوله‏های جداری
9- به حداقل رسانیدن ضایعات و آسیب‏ها به سازند‏های مجاور چاه
10- انتقال توان هیدرولیکی پمپ‏های گل به مته و بحرکت در آوردن تیغه‏های متحرک مته. (موکاری35،1988)
1-1-4-2- طبقه بندی گل های حفاری
سیستم گل حفاری در عملیات حفاری با ترکیب خاص خود یکی از مهم ترین قسمت های عملیات حفاری می باشد و سهم بسزایی در این عملیات ایفا می کند. بدون داشتن سیستم گل حفاری، عملیات حفاری امکان پذیر نمی باشد. گلی که جهت آغاز حفاری مصرف شود، در محل های مختلف، متفاوت می باشد. بعضی اوقات می توان آب مصرف نمود، درحالیکه گاهی اوقات گل مناسبی باید به کار برده شود.
بطور مثال طبقات سطحی بعضی نواحی از شن ها و قلوه سنگ های کم مقاومت تشکیل شده اند که در این صورت گل تقریبا غلیظی لازم است تا از شسته شدن طبقات جلوگیری کرده، خرده سنگ ها را به سطح زمین برساند و دیواره پایداری برای چاه به وجود آورد.
گل حفاری یک سیستم کلوئیدی است که از دو فاز تشکیل شده است که عبارتند از :
1- فاز مایع گل حفاری
2- فاز جامد گل حفاری
که هر کدام از