超低渗透剂是目前国内外钻井液研究热点之一的超低渗透钻井液体系的主要添加剂,它可以加入到水基、油基、合成基钻井液中形成相应的超低渗透钻井液体系。加入超低渗透剂后所形成的超低渗透钻井液具有防止压差卡钻、钻井液漏失、钻井液侵入储层造成储层伤害、提高地层承压能力、配置简单、维护方便等特点。从而,有效地解决了油气田勘探开发后期,在钻遇压力衰竭地层、裂缝发育地层、破碎或弱胶结性地层、低渗储层以及深井长裸眼大段复杂泥页岩和多套压力层系等地层时,所出现的压差卡钻、钻井液漏失、井壁垮塌及油气层损害等问题。本文应用红外光谱仪、能谱仪、扫描电子显微镜以及偏光显微镜对超低渗透剂/超低渗透膜进行了表征,得到了相应的谱图及微观显示,进一步分析得出超低渗透剂的组成、结构及其成膜机理。结果表明,超低渗透剂含有大量的亲水及亲油基团,具有广泛的HLB值,钻井液中加入的超低渗透剂达到一定浓度后,其中独特的聚合物处理剂就会在井壁表面浓集形成球状、棒状、片状的胶束,依靠聚合物胶束或胶粒界面的吸附及其可变型性,在压差作用下与钻井液中的固相颗粒共同作用,在井壁岩石表面形成致密的超低渗透封堵膜,可封堵不同渗透性的地层。本文针对大庆油田开采中后期喇、萨、杏、葡等主力油区复杂区块间压差大,易发生井漏、井壁坍塌等事故的特点,采用高温高压动失水仪,分别考察了温度、压差、岩心渗透率及钻井液中超低渗透剂浓度对超低渗透膜承压能力的影响。结果表明,压差越大、温度越高、岩心的渗透率越大、钻井液中超低渗透剂浓度越小时,所形成的超低渗透膜越易破裂。钻井液中超低渗透剂的浓度达到1.5%以上时,才能够形成有效的超低渗透膜,随着超低渗透剂加量的增大,所形成超低渗透膜的承压能力也会逐渐增强。同时,本文还研究了超低渗透剂对微泡沫钻井液体系承压能力的影响,结果表明,相对于普通的微泡沫钻井液体系,超低渗透微泡沫井液体系具有更强的承压能力。由此,对超低渗透剂的现场应用提供指导,使油田的经济效益最大化。