在对页岩气井水基钻井液的发展进行国内外调研分析基础上,本文以威远龙马溪组页岩为研究对象,测试了矿物组分、微观结构及理化性能,分析了页岩井壁失稳机理。通过大量室内实验优化了页岩气井高性能水基钻井液处理剂及配方,并对其性能开展了室内评价。将所优化的高性能水基钻井液在威远地区的页岩气水平井进行了现场试验。获得以下主要认识:(1)威远龙马溪组页岩粘土矿物总量低于40%,以伊利石为主,含少量绿泥石和伊/蒙间层,微裂缝发育,比表面积和阳离子交换容量不高。页岩水化能力不强,但微裂缝导致的井壁失稳问题较突出。(2)通过实验优化了适用于川南页岩气井的高性能水基钻井液主要处理剂,即降滤失剂、抑制剂和润滑剂分别为PAC-LV+SPNH+SMP-Ⅱ、NR-1、PEG和室内配制的润滑剂乳液。通过对其进行工艺性能评价,发现该体系满足页岩气对钻井液的各方面要求。(3)通过井壁稳定性室内实验及压入硬度实验和三轴抗压强度实验,结果表明所研发的页岩气井高性能水基钻井液具有很好的井壁稳定性,包括良好的封堵和抑制作用。(4)通过在威A井与威B井的现场应用,页岩气井高性能水基钻井液体系表现出了良好的封堵能力和抑制能力,具有很好的井壁稳定防塌能力。