水平井技术是页岩气勘探开发的关键技术之一,而水平井技术中的钻井液技术,尤其是稳定页岩气井壁的钻井液技术又是页岩气技术近年来的研究热点,是长期制约水平井成本和开发效益的核心和难点。页岩气水平井钻井过程中存在长水平段垮塌问题,多采用油基钻井液作为钻井液使用,但油基钻井液成本较高,影响到页岩气的开发钻井效益。本文针对长宁龙马溪易塌页岩地层,选取长宁地区龙马溪组露头页岩为研究对象,首先采用理化分析方法和X射线衍射分析了页岩的基本物性特征,然后对页岩的致塌机理结合岩石力学理论进行了分析,澄清了页岩封堵和抑制的防塌机理界限,提出了以封堵重力水和毛细水孔隙阻止静水压力传递的观点。实验研究了页岩矿物组成对黏土水化防膨规律的影响以及几大类页岩水化抑制剂抑制黏土晶层膨胀的规律,对页岩地层钻井坍塌压力进行了研究,建立以坍塌压力、坍塌周期优化钻井液的方法,包括优化钻井液成分、优化钻井液密度、优化钻井方位、优化长水平段的钻井周期等。通过对页岩致塌机理和防塌机理研究,取得了以下认识：(1)龙马溪页岩黏土矿物总量相对较低,主要以非膨胀矿物伊利石为主,含少量伊蒙混层,因此页岩的水化膨胀较弱,页岩存在软弱结构面和孔隙压力传递导致微裂缝扩展,页岩分散破裂,从而导致页岩整体强度降低才是破坏主因。(2)页岩中水的存在状态有结合水和自由水两种形式,抑制解决的是结合水部分,封堵解决的只是自由水部分,自由水部分又包括重力水和毛细水,以0.1μm孔径为界限,小于0.1μm则毛细水不能通过,通过的只是结合水,结合水不能传递静水压力,因此从阻止静水压传递只要封堵能将页岩所有孔隙水转变成毛细孔隙水及界限以下的结合孔隙水即理论上能阻止静水压传递。(3)页岩抑制剂的抑制能力与页岩中蒙脱石含量有关,大多数抑制剂随蒙脱石含量增加抑制能力减弱,硅酸钾的抑制能力不受蒙脱石含量的影响。(4)页岩的层理结构和微裂缝发育使其岩石学和岩石力学特征呈现宏观和微观的弹性各向异性和强度各向异性,因此存在一个最优井斜穿越不稳定层。(5)页岩的微裂缝通道是压力传递的主要通道,井周应力传递和传质传能过程中岩石强度降低使其存在一定的稳定周期,结合坍塌周期图版研究龙马溪易塌页岩地层坍塌周期,油基钻井液防塌周期较强抑制强封堵的水基钻井液防塌周期长,只有在防塌周期内通过该地层,并在最佳时间内完成完井任务。