高温地热资源,作为一种清洁能源,极具开发潜力。由于这类地层具有压力系数低、温度高、易发生井下复杂事故等问题,抗高温泡沫钻井液成为钻进该类地层最有潜力的钻井液类型。前期实验表明抗高温稳泡剂是研发高温钻井液的关键及重点。本文首先对国内外抗高温泡沫钻井液技术现状和地热储层及地热井地质特征进行深入调研,在现有油气井用发泡剂评价方法的基础上制定地热井用抗高温泡沫钻井液性能评价方法,并研发了基于Janus颗粒的抗高温泡沫钻井液体系和基于硅酸镁铝的抗高温泡沫钻井液体系。首先,通过Pickering乳液法成功制备了一系列具有不同亲水亲油平衡值的Janus球形颗粒,系统探究了Janus颗粒稳泡性能与颗粒表面性质的关系,并提出稳泡机理。实验结果表明,（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷-SiO2-十二烷基三甲氧基硅烷（NH2-SiO2-12C）Janus颗粒具有最佳的泡沫稳定能力。由于其合适的接触角80°,高的正ζ电位和良好的表面活性,使得泡沫具有低表面张力、高膨胀弹性、非球形、大尺寸和厚膜的特性,这些特性共同作用下使泡沫稳定。与纯发泡剂溶液的泡沫相比,泡沫的析液半衰期(T0.5)从448 s延长至778 s。此外,NH2-SiO2-12C稳定的泡沫在280°C热滚16 h后析T0.5依然可延长至668 s,且抗0.8%CaCl2。因此,Janus颗粒可用作高温和高钙条件下的泡沫稳定剂。其次,本文继续研究了片层材料纳米镁硅酸铝（NMAS）作为耐高温泡沫稳定剂的可行性,并将其与和微米级的钠膨润土（Na-Bent）和微米级镁硅酸铝（MMAS）进行了比较。结果表明NMAS在320°C老化16小时后依然具有出色的泡沫稳定效果,它可以延长T0.5至9.78 h,而MMAS和Na-Bent分别仅为45.52 min和13.78min。即使仅添加1.0%的NaCl或0.1%的CaCl2,依然使Na-Bent稳定泡沫的发泡体积（V0）大幅下降。相比之下,NMAS和MMAS稳定的泡沫钻井液的V0对NaCl和CaCl2相对不敏感,可抗3.0%NaCl和0.2%CaCl2。通过机理分析表明,升高温度可以促使黏土分散体的聚集,增加水合半径,对表观粘度（AV）、界面粘弹性膨胀模量、泡沫液膜厚度以及析液半衰期(T0.5)具有明显的正向影响。因此,硅酸镁铝是一种性能极佳的抗高温稳泡剂。该研究制备了颗粒型抗高温泡沫稳泡剂,并深入研究了颗粒的形状、尺寸、表面性质等因素对抗高温高盐钙泡沫稳定性的影响,为系统研究高温地热井钻井液体系打下了坚实基础,为高温地热资源的安全、高效开发提供了有力保障。