大陆科学钻探是直接获得地球内部信息的唯一途径。通过大陆科学钻探对岩石圈进行直接观测，可以揭示地壳的物质组成和结构构造、校正地球物理对地球深部的遥测结果、探索地球深部流体系统和地热结构、监测地震活动并揭示地震发生规律、研究全球气候变化和环境变迁、探索地下微生物的分布、研究环境及地下水污染和长期观测地球变化等，为解决一系列重大基础地质科学问题提供最真实的样品。因此，由深部钻探技术和地球物理遥测技术构成的科学钻探工程被誉为“深入地球内部的望远镜”。 中国大陆科学钻探工程 CCSD-1 井采用的钻进方法主要有全面钻进、取心钻进和扩孔钻进。不同的钻进方法需要不同的钻井液性能，以保证钻进工艺的实施。全面和扩孔钻进要求钻井液具有良好的携带性能，能将钻进形成的粗颗粒岩屑及时排除，以提高钻进效率；在取心钻进时要求钻井液不仅有利于携带岩屑，停止循环时能够较好地悬浮岩屑，同时还要满足驱动井底动力系统和保障该系统正常工作；从现场钻井液的制备和管理角度考虑，要求制备简单、性能易于调整和维护方便；从节约成本、减少排放的角度考虑，最好采用单一的钻井液体系，通过调整钻井液性能，满足多种钻进方法的要求。 CCSD-1 井的钻遇地层全部为变质岩，岩石的可钻性级别较高(8～11 级)。扩孔钻进和全面钻进采用的是牙轮钻头，产生的岩屑颗粒较大(2～5mm)，均采用转盘驱动，转速30～60r/min，钻井液排量30～35L/min。取心钻进采用金刚石钻头，产生的岩粉较细(5～100 μm)，采用的主要钻进方法是螺杆马达+液动锤双管取心钻进，钻井液除起到通常的作用外，还要为井底动力钻具提供动力源，针对上述情况，确定的CCSD-1 井钻井液应达到如下要求： (1)钻井液体系中不应含有对录井、测井和科学实验有干扰的化学材料； (2)钻井液体系具有低粘、低切力、低密度和低失水性能； (3)较好的高温稳定性； (4)润滑性能良好，降低钻进扭矩、提高孔底动力系统工作的可靠性和使用寿命； (5)良好的携带能力； (6)能为孔底动力系统输送能量的良好载体； (7)尽可能低的含砂量； (8)应具有较好的悬浮能力； (9)对金属无腐蚀性； (10)有利于固相控制； (11)较强的抗污染能力。 本文是针对中国大陆科学钻探 CCSD-1 井钻井工程的需要，结合钻井施工实际，在钻井液材料化学理论指导的基础上，优选了丙烯酸、丙烯酰胺和丙烯腈三种单体共聚的低分子聚合物—LPA，经试验确定了配方，并经中试完成了 LBM-SD 的合成工艺。用单一的LBM-SD 制备的钻井液体系成功地应用于中国大陆科学钻探工程CCSD-1 井钻井施工，根据现场的井身结构、钻遇地层和采用的螺杆马达+液动锤取心钻进方法，提供了一整套与之相适应的钻井液工艺，其中包括：①LBM-SD 钻井液体系的配方；②钻井液流变学及循环压降的计算方法；③固相控制工艺和④润滑技术等。 室内试验表明，该材料具有较好的抗盐、抗钙镁和抗海水的能力，用其配制的钻井液具有低粘度、低失水、低切力和低固相特点，而且与润滑剂 GLUB 具有良好的配伍性。采用离心机固相控制技术可有效地清除金刚石钻进产生的微细岩粉，保持了钻井液性能长期稳定；而GLUB的应用，明显减低钻井液的摩擦系数，在井斜超过20°的条件下，对降低钻进扭矩、稳定钻进参数，保证井底钻具工作稳定，减少钻具磨损，提高岩心收获率和取心质量起到了明显的效果。 经CCSD-1 井的施工验证：从岩体力学厚壁圆筒理论出发，根据岩石的泊桑比和单轴抗压强度，提出的最小钻井液密度计算模式应用于结晶岩地层是合理的；采用卡森流变模式能够比较准确地描述LBM-SD 钻井液体系，用该模式计算的循环压力分布是准确的。 LBM-SD 钻井液材料的研究课题针对性强，实现了多种材料的有机复合，简化了现场钻井液工艺，具有良好的流变性能和润滑性能，是螺杆马达+液动锤取心钻进的关键配套技术。采用LBM-SD 钻井液体系及配套的技术，在结晶岩地层中完成了CCSD-1的取心钻进、扩孔钻进和全面钻进，总进尺9122.22m，完井深度 5158m。该钻井液体系的研制与应用在CCSD-1 井施工中取得了良好的综合效益。