井漏是钻井过程中较为常见的井下复杂情况,大部分的井漏都与裂缝有关。井漏不但会延长钻井周期,损失工作液,造成储层损害和经济损失,而且井漏一旦控制不力,还可能诱发井喷、井塌等严重事故。因此,解决裂缝性地层漏失问题,为现场节约时间与成本,在当前低油价形式下显得十分重要。本文以裂缝性地层为切入点,针对钻井液漏失及堵漏问题,采用理论分析、数学建模和计算机模拟相结合的方法,对钻井液漏失机理和提高地层承压能力进行研究。根据非牛顿流体基本理论,结合流体力学、连续性方程、流变方程、动量方程建立了二维裂缝赫巴模式和幂律模式两种钻井液漏失模型,完善了天然裂缝钻井液漏失模型。以克深高密度油基钻井液漏失井为例,对两种不同模式钻井液漏失模型进行了验证,模拟了井底压差与漏失速率的关系,结果与现场实际资料趋势相同,误差较小。从钻井液流变模式角度出发,运用流变曲线对比分析法确定钻井液的流变模式,选出最优的流变模式,提高漏失模型的预测精度。基于赫巴模式钻井液漏失模型,通过数值模拟分析研究了裂缝内高密度钻井液漏失规律,结果表明裂缝初始宽度、裂缝倾角、井底压差、动切力以及钻井液稠度系数对高密度钻井液漏失影响较大,而钻井液流性指数对漏失影响较小。针对裂缝性地层承压能力低,承压堵漏难度高的问题,运用岩石力学、断裂力学、弹塑性力学等建立了综合考虑封堵层失稳和裂缝扩展的承压堵漏模型,从提高封堵层承压能力和裂缝稳定性两个方面,提出了提高地层承压能力的理论方法,分析了封堵层承压能力和裂缝扩展压力的影响因素。结果表明架桥材料的强度、刚度、弹性变形量、表面摩擦系数越大,封堵层孔隙度越低,则封堵层承压能力越高;裂缝封堵层宽度越大、封堵层渗透率越低、裂缝尖端长度越长,裂缝扩展压力越大,裂缝越稳定。根据承压堵漏模型得到裂缝宽度预测模型,模拟了不同参数对裂缝宽度变化的影响,模拟结果表明,随着堵漏材料侵入深度的增加,裂缝宽度也增加,封堵效率越高,裂缝宽度变化范围越小;堵漏材料架桥位置越靠近裂缝口,裂缝宽度变化越小,裂缝越稳定,在封堵层形成后,裂缝宽度增量几乎为零,裂缝宽度不再增加。