近年来,伴随着非常规天然气的勘探开发,纳米乳液在超低渗气藏钻井过程中越来越多的得到广泛应用。然而关于如何制备出适用于油田化学领域的纳米乳液的相关研究仍然较少。因此,如何制备出分散性好、长期稳定的纳米乳液,已经成为纳米乳液在油田现场广泛应用的瓶颈。此外,针对纳米乳液在水基钻井液完井液中的作用机理仍不清楚。由此,本课题结合页岩气、致密气等超低渗气藏钻井中水基钻井液技术特点,开展了纳米乳液的研制,探讨了其在水基钻井液完井液中的作用机理。采用两步稀释法制备的正辛烷纳米乳液;通过室内实验分析了微乳液相转变温度(PIT)、制备方法及其微观构型等因素对新研制的正辛烷纳米乳液粒径的影响,并通过水锁评价、岩心自吸实验和岩心渗透率恢复实验等评价方法,考察了正辛烷纳米乳液的储层保护性能。此外,通过优选实验,制备出石蜡纳米乳液,利用润滑系数、粘附系数测定实验和页岩滚动分散实验等评价手段,考察了石蜡纳米乳液的润滑性能和稳定井壁作用。优化出了页岩储层保护水基钻井液体系配方。实验表明,双连续或O/W构型微乳液制备出的正辛烷纳米乳液粒径较小,通过改变NaCl质量浓度,使双连续构型微乳液的PIT与实验乳化温度接近时,形成的纳米乳液颗粒粒径最小;正辛烷纳米乳液具有较低的表面张力,可增大工作液与砂岩岩心的接触角,最终降低外来工作流体侵入储层砂岩孔喉的毛管力,削弱自吸效应,从而起到良好的储层保护作用;石蜡纳米乳液可通过静电作用吸附于金属、黏土和金属钻具表面,从而起到良好的润滑作用;石蜡纳米乳液吸附在页岩表面后形成一种疏水膜,减少水分子与页岩表面接触,减弱页岩孔喉水化膨胀缩径效应,排斥具有较厚水化膜的层间阳离子,有助于稳定井壁;优选出的页岩储层保护水基钻井液配方的综合性能良好。