钻井过程中的环保问题越来越受到人们的关注，环保型钻井液的研究与开发正日益显现出其重要性。本论文深入地探讨了环保型钻井液的概念和环保钻井液发展的五个方向，同时对环保型钻井液体系面临的思想、技术、经济和社会等四大难题进行了归纳分析，重点对利用纤维素、淀粉等天然高分子物质合成钻井液处理剂并研制成钻井液体系进行了理论及室内研究，具体完成的研究工作主要包括以下方面：研究了钻井液用改性纤维素强包被剂SH的反应机理，对合成该处理剂原料的种类和加量及反应条件进行了优化，并在室内合成了SH样品。室内实验表明，SH的加量为1.0％时，其蒸馏水溶液、4％盐水溶液的表观粘度在30mPa·s、10mPa·s以上。SH具有一定的降滤失能力，对粘土膨胀具有较强的抑制能力，其0.2％加量的抑制性与磺化沥青2％加量的抑制能力相当。SH的EC50值大于30000mg/L，达到无毒标准。 研究了钻井液用深度改性淀粉降滤失剂FI的化学反应机理，优化了合成该降滤失剂所用原料配方及合成工艺；并合成了FI的实验室产品。相关室内实验表明，FI具有提高悬浮液粘度、增加膨润土颗粒水化程度的能力，同时具有自身补孔、成团及成膜等作用。该处理剂在淡水、4％盐水、饱和盐水及在钙浓度高达3000mg/L条件下都具有较强的降滤失能力，其抗温能力可达150℃。FI的ECso值在30000mg/L以上，达到无毒标准。 尝试了用“稀点多项式法”进行数据处理得到回归方程较高的相关系数，测得的两种处理剂的分子量分别为75～80万和20～30万。该新方法克服了由于SH和FI均属非直线型有机大分子聚合物，直接使用粘度法测定其分子量直线方程的相关系数较低问题。 采用钻井液性能优化新方法，提出了三组天然高分子钻井液体系的基本配方，并从抑制性、抗温性及抗钙能力方面对这三组配方进行了研究。在此基础上，提出了钻井液配方成本优化新方法。同时也提出了该体系在现场应用的配方、性能及维护措施等。应用前景较好。