中国海洋油气资源丰富,油气开采也逐步向深海环境发展。但是,深水钻井环境复杂,面临的问题包括深水低温、钻遇天然气水合物及浅气层、井壁失稳等,对钻井液性能要求高,特别是对钻井液的流变性的要求较为严格。由于海洋钻井环境温度变化较大,温度的变化会严重影响钻井液的粘度及切力等参数。从海平面至海床位置,井筒温度降低使钻井液粘度不断增加,进而使钻井液密度增加,流动性变差,严重时会造成井漏事故的发生;而由海床继续增加钻井深度,井筒温度升高使钻井液粘度降低,严重时无法悬浮重晶石,导致颗粒沉降,使钻井液密度不均,影响井眼清洁能力。由于合成基钻井液(SBM)具备粘度稳定、闪点高、毒性小、生物降解能力强等优点,其应用效果远高于油基和水基等钻井液体系,在海洋深水钻井作业中的应用显著增加。针对上述问题,本文设计研究了一种恒流变合成基钻井液(FR-SBM)。选用大庆重烃,在催化剂的作用下通过加氢脱硫脱芳烃等工艺,研制了一种新型合成基液(SF基液),并应用气相色谱法测得新型合成基液的碳原子数分布情况,对比不同合成基液的各项性能,确定了本次设计的合成基钻井液的合成基液;研究了钻井液的恒流变特性机理,对合成基钻井液体系的增粘剂、乳化剂、降滤失剂等处理剂进行复配及优选,解决了合成基钻井液恒流变特性的问题,并且分析比较了不同处理剂在不同温度下对合成基钻井液体系性能的影响,确定了合成基钻井液的配方;通过对不同剪切速率下的粘度计读数进行计算,应用曲线拟合方法,确定了合成基钻井液符合的流变模式,以便于对钻井液流变性进行定量表征;应用六速旋转粘度计、乳化液稳定性测定仪、高低温交变实验箱等仪器对合成基钻井液体系的性能进行实验室评价,通过高低温交变条件下的流变性、滤失性能、电稳定性等实验对合成基钻井液的评价结果,所配制的恒流变合成基钻井液具有良好的流变性、抗污染性能和沉降稳定性能,能够满足深水钻井需求。