随着常规天然气资源的不断衰竭,页岩气在我国能源格局中的地位愈发重要。页岩气开发中,保证井壁稳定是其关键技术之一,钻井液良好的封堵能力是井壁稳定的基础,而封堵剂则是钻井液良好封堵能力的基本保障。泥页岩地层微裂缝微孔隙发育多,通常处于微纳米级,渗透率极低,普通封堵剂固相颗粒粒径较大,难以进入泥页岩地层形成有效的封堵。纳米级封堵剂对于泥页岩地层能够表现出良好的封堵性能。而对于微纳米级裂缝的封堵评价,暂时还没有统一有效的方法和标准,因此我们需要一种高效可行的泥页岩裂缝模拟方法,以满足对泥页岩微纳米级封堵剂的封堵性能评价。本文在充分调研国内外封堵剂评价方法的基础上,优化泥浆配方制作低渗且具有一定厚度的泥饼,并使用0.18mm～0.40mm银针对泥饼进行造缝,研究了影响裂缝成型的因素。制得低渗基础泥饼渗透率最低可以达到4.235×10-4mD。通过对造缝方法的研究和控制,泥饼裂缝单裂缝等效缝宽可以稳定控制在50μm左右。同时研究了不同形态裂缝大小,倾角以及排列方式对泥饼总体渗透率影响。本文使用ITASCA公司研发的PFC2D软件对刚性颗粒封堵剂封堵泥页岩微裂缝的过程进行了仿真模拟。以威远地区龙马溪组页岩井段地质资料为基础,搭建基础地层环境包括模拟井壁岩体的建立,井壁岩体裂缝生成,封堵剂颗粒生成,运动接触规则的设定,颗粒载体钻井液流体的设定以及模拟结果输出反馈。研究了单封堵剂颗粒对封堵效果的影响,不同封堵剂颗粒级配对封堵效果的影响,以及不同裂缝倾角对封堵效果的影响,得到了符合与该裂缝宽度的封堵剂颗粒级配最佳比例。并通过观察封堵模拟过程中颗粒运动状态,分析封堵剂颗粒在微裂缝中的封堵机理。本文对计算机模拟封堵结果进行了实物验证,对模拟验证结果进行了进一步的对比分析处理。分析了纳米封堵剂对于泥页岩微裂缝地层封堵的优势,并选取了市面上常见的四种纳米封堵剂,包括纳米Fe3O4分散液,纳米LAT分散液,纳米氧化硅分散液,纳米NR-1分散液,对他们在水的分散效果进行了优化,之后对其封堵性能进行了简单评价,并对其封堵作用机理进行简要分析,得出了各纳米封堵剂的最佳加量。基于水基钻井液对井壁水化效果的影响分析,从井壁坍塌应力方面考虑,设计使用三轴应力实验测试对比各类处理剂浸泡后的岩芯最大差应力值,来研究各类封堵剂以及其他钻井液处理剂对页岩抗压强度的影响,结果显示纳米封堵剂能够在一定程度上减小井壁坍塌应力。