随着我国对铁路工程等国家基础设施建设项目投资力度的加大,铁路勘察任务逐年增多。在铁路路基勘察钻探中,经常要钻遇一些松散破碎性地层(胶结程度较差的砾石层、煤层等)、流砂层、泥页岩地层以及构造比较发育的节理、褶皱和断层性地层等,钻进过程中极易发生钻井液漏失、孔壁坍塌、掉块以及孔径扩缩等复杂情况,从而严重影响到铁路勘察质量和施工进度。因此,很有必要对防塌钻井液开展研究工作。无渗透钻井液可以在井壁表面形成一层超低渗透性薄膜,使钻井液与井壁地层完全隔离,实现了对井壁地层的封闭,防止泥页岩的水化,达到防止井壁坍塌的目的。硅酸盐钻井液可以通过凝胶封堵和硅酸盐沉淀作用在井壁岩石表面形成封堵层,减少压力穿透,再加上硅酸盐本身对泥页岩的抑制性等,增强了其对井壁的稳定作用。结合兰渝铁路深孔隧道勘察中碳质泥岩地层极易发生坍塌的特点。首先,本文重点分析了泥页岩地层的失稳机理。其次,对于无渗透钻井液和硅酸盐钻井液的作用机理进行了深入的分析探讨。最后,根据影响无渗透钻井液和硅酸盐钻井液的主要因素,分别通过实验分析了各主要因素对钻井液性能的影响规律并分别确定了其最佳加量,从而分别得到了无渗透钻井液和硅酸盐钻井液的最佳配方。通过对无渗透钻井液配方和硅酸盐钻井液配方的常规性能和抑制性能测试,表明这两种配方均具有良好的流变性能和强抑制性能,泥页岩样品的线性膨胀率分别为0.6%-0.8%和0.1%。此外,通过用FA型无渗透钻井液滤失仪对无渗透钻井液配方进行滤失封堵性能实验,表明该配方对砂床有很好的封堵能力和降滤失性能,并且该无渗透钻井液配方所形成的滤饼对清水亦有很好的封堵能力。这充分证实了无渗透钻井液配方和硅酸盐钻井液配方在防塌堵漏、抑制泥页岩水化膨胀等方面的优良性能。在兰渝铁路深孔隧道勘察钻孔碳质泥岩中的应用,进一步证实了这两种钻井液配方在防漏堵漏、防止钻孔坍塌方面的独特功效。