顺北地区奥陶系油藏属顺托果勒低隆北缘构造带,面积3126.22km2,邻近区块共探明石油储量14293万吨,故地质分析认为顺北地区成藏条件优越,有勘探开发的潜力。但是,经过顺北1井勘探发现,顺北区块在奥陶系桑塔木组火成岩地层段存在井壁垮塌、憋钻卡钻、钻井液漏失和溢流等复杂情况,使得顺北区块钻井作业速度慢、周期长、效率低,严重迟滞了顺北区块油藏钻井开发进度。为了有效解决顺北区块桑塔木组火成岩地层井壁垮塌、钻井液漏失等问题,本文首先结合顺北区块已完钻井井史资料,整理分析钻井技术难点,确定主要研究思路和内容;其次,通过室内实验确定顺北区块桑塔木组地层火成岩侵入体的成分组构、宏微观结构、力学特性和孔渗特性等参数,确定井壁失稳机理;再次,从力学角度出发,建立顺北区块桑塔木组火成岩的井壁稳定评价模型,结合火成岩力学特性和孔渗特性、地应力状态等,对井壁失稳影响因素进行分析;最后,针对火成岩侵入体微观结构和理化性能,确定防塌钻井液技术,实验优选钻井液关键处理剂,建立防塌钻井液体系,进行钻井液体系性能评价,并利用试验井对防塌钻井液的防塌效果进行评价。论文研究表明:(1)顺北1井区桑塔木组火成岩侵入体不含膨胀性黏土矿物、水化能力弱,岩体微裂缝发育、地层承压能力低、安全密度窗口窄;钻井液侵入地层会增强裂缝弱面的破坏几率;浸泡时间越长,钻井液侵入深度越深,井壁坍塌压力越高;(2)防塌钻井液技术以强抑制性、强封堵性为主,优选钾胺基聚磺钻井液体系和配方,其性能测试结果满足桑塔木组火成岩地层钻井要求,能有效减弱井壁垮塌和钻井液漏失情况,保证安全高效钻进;(3)本文防塌钻井液技术实际使用效果显著,在提升井壁稳定的前提下,更能大大缩短建井周期,可作为首选钻井液技术在顺北区块进行推广应用。总之,本文对顺北区块桑塔木组地层岩石特性的研究、井壁失稳机理的确定、井壁失稳影响因素的分析、防塌钻井液体系的建立等成果,对保障顺北区块安全建井、缩短钻井周期、降低钻井成本、提高开发效率具有积极意义。