延长天然气井施工区块位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡,区内构造简单,无背斜与断块圈闭发育,地层整体较为平缓。但刘家沟组-双石(石千峰组、石盒子组)地层岩性主要为硬脆(破碎)性泥页岩,易垮塌、掉块,井壁失稳突出。为此,本文针对刘家沟组-双石(石千峰组、石盒子组)地层井壁失稳机理及其防塌钻井液技术开展研究。通过邻井资料收集整理,分析认为延长地区天然气井刘家沟组-双石(石千峰组、石盒子组)地层井壁易破碎、垮塌,采用矿物组分分析、岩样结构分析等手段,揭示了该井段井壁失稳机理是力学因素、物理化学因素、钻井机械扰动及其综合作用的结果。因此,解决延长气田刘家沟组-石千峰组地层井壁失稳的关键在于强抑制、有效封堵。兼顾流变性、失水造壁性、抑制性、封堵性、润滑性等性能,优选降滤失剂、流型调节剂、抑制剂、封堵剂、润滑剂等处理剂,进行配方逼近实验,形成了以KCOOH为抑制剂,以CaC03为加重剂,最终组配成强抑制防塌水基钻井液体系(KCOOH 聚磺钻井液体系):①4.0%土浆+0.15%XC+0.50%CHL-1+25.0%KC OOH+1.5%SMP-2+1.0%M-SMC+2.0%CMJ-2+5.0%CaCO3(150-200 目)+2.0%E P-2+1.5%AAMB+0.5%JN303(密度 1.20g/cm3)(刘家沟组地层);②4.0%土浆+0.15%XC+0.50%CHL-1+25.0%KCOOH+3.0%SMP-2+1.5%M-SMC+2.0%CMJ-2+7.0%CaCO3(150-200 目)+2.0%EP-2+1.0%AAMB+0.5%JN303(密度 1.25g/cm3)(石千峰组、石盒子组地层)。对其综合性能进行了评价,结果表明,该钻井液体系具有合理的流变性、有效封堵和优良的造壁性、足够的抑制性、良好的润滑性、抗污染能力强、热稳定性好。实验就该体系对地层坍塌压力的影响进行了测试,结果表明,与原状地层对比可知,相对原状地层现场井浆作用导致刘家沟组、石千峰组、石盒子组地层坍塌压力增量分别为0.120g/cm3、0.095g/cm3和0.105g/c m3,相对原状地层①号钻井液体系作用导致刘家沟组地层坍塌压力增量为0.070 g/cm3,相对原状地层②号钻井液体系作用导致石千峰组、石盒子组地层坍塌压力增量分别为0.023g/cm3和0.038g/cm3,与现场井浆相比,KCOOH聚磺钻井液体系具有强的稳定井壁能力,它是KCOOH聚磺钻井液体系强抑制性与有效封堵共同作用的结果。提出了防塌钻井液应用工艺技术,包括防塌钻井液配制与维护处理措施、基础技术方案和操作规程。