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半透膜钻井液能够在井壁上形成一层具有一定强度的具有半透膜性能的硬壳“封固壳”。半透膜的孔径在纳米级，在井壁外围形成保护层，阻止水及钻井液进入地层，有效的防止地层水化膨胀、封堵地层层理裂缝、防止地层内粘土颗粒的运移、防止井壁坍塌及保护油气层，是一种允许溶剂通过而选择性允许溶质通过的连续性物质，其选择性机理在于尺寸阻挡和电阻挡作用。半透膜剂加入水基钻井液中，从而使水基钻井液在一定条件下可达到近油基钻井液体系的性能。通过新型的有机硅酸盐半透膜剂在青海油田的应用表明，半透膜钻井液具有高半透膜性能、强的抑制性、良好的抗钻屑污染能力，防塌效果好，井径扩大率小，井径规则。