焦石坝地区页岩气储量丰富,开采前景广阔,但是在现场开采过程中经常出现垮塌掉块和恶性漏失等井壁失稳问题。为满足经济高效且环保钻井作业的要求,需要开发一种强抑制,能针对页岩地层有效封堵的水基钻井液体系,这也是本文研究的核心内容。本文首先根据焦石坝地区龙马溪组页岩井段地层基本地质特征,岩石组分及理化特性分析研究该地区井壁失稳机理和相应的钻井液技术对策。该区井壁失稳的主要原因是地层层理、裂隙发育,水相易沿裂缝或微裂纹侵入地层导致水力劈尖和水岩相互作用。然后对抑制剂进行滚动回收率、线性膨胀、粒度分析、抑制造浆和泥球浸泡等实验,筛选抑制剂种类和加量,初步建立起焦石坝地区页岩抑制性钻井液基础体系。根据纳米材料团聚和分散机理,优化纳米材料分散条件,得到三种单剂纳米封堵剂。借助实验室已有设备和常见材料建立起一种新的封堵评价方法,该方法成本低,可重现性好,利用此法对封堵剂进行评价筛选,得到复配封堵剂A(4%NCC40+3%NM80+0.6%聚丙烯酰胺+0.8%WDG)和 B(2%ND-1+3%NM80+0.6%聚丙烯酰胺+0.8%WDG+0.5%六偏磷酸钠)。将抑制性基础体系与复配封堵剂进行组配调整,最终得到焦石坝地区页岩纳米水基钻井液体系:水+1.5%SM-1+0.5%FV-5+60%KCOOH+3.5%JT888+0.05%CaO+0.05%XY27+5%CaC03+5%PEG+封堵剂A+2%RH-220。该体系抑制性强,流变性能好,失水造壁性能优异,高温高压失水量仅为7.4mL。能够对页岩地层实现有效封堵,封堵率可达63.59%,引起的坍塌压力增量极低,仅为0.059kg/m3。