水基钻井液易引起页岩水化膨胀,对于钻井过程非常不利。本文系统研究了乙烯基咪唑类离子液体的组成对其抑制性能的影响,并提出其作用机理,在此基础上研发了性能良好的聚离子液体抑制剂。本文首先对离子液体单体阴阳离子对其抑制能力进行探索。通过改变其阴离子种类及阳离子侧端烷烃链的长度,得到了不同种类的离子液体共10种。然后,通过线性膨胀、滚动回收等抑制性评价实验,最终确定1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐(Vei Br)具有最优异的抑制能力。通过XRD、Zeta电位、水活度等实验发现,离子液体可以通过吸附降低黏土表面Zeta电位、进入层间拉近层间距的方式起到抑制作用。此外,离子液体还能够通过降低水活度发挥抑制作用。与其他离子液体相比,Vei Br在减小层间距、降低水活度方面的表现最为突出,因此具有最好的抑制效果。最后,将Vei Br进行聚合得到了抑制剂PV。通过研究发现,与KCl和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵相比,Vei Br单体具有更好的抑制性能,而PV的抑制效果更优于Vei Br。PV抑制性能优于小分子抑制剂Vei Br。通过机理研究发现小分子抑制剂主要通过减少层间距来起作用,而聚合物可以增加粘度,对黏土颗粒起到包被与桥连的作用,部分低分子量PV可进入层间,降低层间距。