При сооружении скважины любого целевого назначения всегда присутствуют три основные рабочие операции, без выполнения которых невозможно еѐ формирование:

- разрушение (углубление) забоя скважины;

- удаление продуктов разрушения горных пород (бурового шлама) с забоя скважины на поверхность;

- укрепление неустойчивых стенок скважины от обрушения.

В настоящее время в Казахстане наблюдается ряд тенденций, требующих развития и модернизации инфраструктуры. В условиях переходного периода Казахстана от плановой к рыночной экономике её минерально-сырьевые ресурсы приобретают исключительно важное значение. В условиях жесткой международной конкуренции Президентом Республики Казахстан поставлена задача диверсификации отечественной экономики [1].

В настоящей диссертации применяются следующие термины с соответствующими определениями:

Диагенез – совокупность процессов, отвечающих стадии диагенеза и зоне диагенеза; этап физико-химического уравновешивания осадков, накопившихся на дне водоемов или на поверхности суши; соответственно различают субаквальный (подводный) и диагенез субаэральный (или экзодиагенез). Диагенез – стадия превращения осадка в осадочные породы (литификация), следующая за седиментогенезом и предшествующая катагенезу.

Современные экологические проблемы, от глобальных до региональных и локальных, связаны, с нарастающим из года в год взаимодействием человека с природной средой. В настоящее время оно приобретает черты глобального техногенного процесса с присущими ему фундаментальными экологическими закономерностями и проблемами экологической нестабильности, требующими своего разрешения на всех рангах и уровнях организации экосистем. Основной характеристикой экосистемы является наличие относительно замкнутых, стабильных в пространстве и времени потоков вещества и энергии между биотической и абиотической ее частями, важнейшее место в которых занимает гидросфера. При этом взаимодействие человечества с окружающей средой, как и прежде во всей его истории, остается антропоцентрическим.

Ясно, что на этапе развития разумного отношения к сохранению природы – биоцентризму, должно произойти постепенное превращение биотехносферы в ноосферу – сферу разума, которая, по В.И. Вернадскому, является неизбежным и закономерным этапом развития биосферы.

Оценка современного состояния решаемой научной или научно-технической проблемы. История разработки месторождений открытым способом указывает на тенденцию увеличения глубин отработки. В начале XX века горные работы осуществлялись в пределах осадочных пород, максимальная глубина карьеров того времени не превышала 100 м от поверхности, но уже спустя несколько десятилетий максимальные глубины отработки месторождений открытым способом достигали 200-300 м [1-3].

География и область применения буровых работ в Казахстане резко расширилась в связи с открытием и разведкой ряда крупных месторождений уранового сырья в Шу-Сарысуской провинции и последующего массового бурения геотехнологических скважин. Усилия геологической службы республики и соответствующее техническое сопровождение обеспечили значительные приросты запасов урана (25% мировых запасов), причем 70% из них пригодны для добычи экономичным методом подземного скважинного выщелачивания. Развитие отрасли, разработанной правительством республики, позволили Казахстану в 2010 году занять первое место в мире по добыче урана (15000 тонн в год).

Горнодобывающая промышленность является основой промышленного потенциала многих стран и в значительной степени определяет экономические показатели других отраслей.

Горнодобывающее производство как одно из наиболее энергоемких отраслей промышленности занимает существенную часть энергетического баланса Казахстана.

Энергоемкость открытого способа добычи полезных ископаемых в значительной степени (50-90%) определяется энергозатратами на транспортирование горной массы, имеющими тенденцию к увеличению с ростом глубины разработки.

Оценка современного состояния решаемой научной или научно-технологической проблемы. По данным МАГАТЭ около 19 % от всех разведанных мировых запасов урана сосредоточено в недрах Республики Казахстан. Общие запасы и ресурсы оцениваются в 1610 тыс. тонн урана, в том числе запасы промышленных категорий (В+C1+С2) составляют 920 тыс. тонн.

В послании Президента Республики Казахстан Н.Назарбаева, сказано: «На сегодняшний день я ставлю задачу обеспечить реализацию Третьей модернизации Казахстана. Необходимо создать новую модель экономического роста, которая обеспечит глобальную конкурентоспособность страны. Основным приоритетом является ускоренная технологическая модернизация экономики, которая ставит комплексные задачи, параллельно созданием новых индустрий нам следует придать импульс развитию традиционных базовых отраслей. Необходимо продолжить индустриализацию с упором на развитие конкурентоспособных экспортных производств в приоритетных отраслях. Горно – металлургический и нефтегазовый комплексы страны должны сохранить свое стратегическое значение для устойчивости экономического роста. В условиях замедления мирового спроса нужно выходить на новые рынки и расширять географию поставок. Большое внимание должно быть уделено расширению минерально – сырьевой базы. Дальнейшее развитие этих отраслей должно быть жестко увязано с углублением комплексной переработки сырья» [1].