目前页岩气钻探开采过程中，水基钻井液侵入页岩储层引起的水敏损害和液相圈闭等问题越来越受到关注，严重影响到页岩气储层钻井安全及页岩气产能，甚至关系到页岩气藏的工业开采价值。因此，迫切需要研发一种新型页岩储层保护水基钻井液体系。本文依据微乳液独特性能及其优化理论，研制出性能优异的新型页岩气储层保护剂，揭示其保护页岩气储层作用机理，探讨页岩气储层保护钻井液技术对策。借助X射线衍射、扫描电镜、低温氮吸附法、静态容量法和脉冲衰减法等实验手段，分析了胜利油田沙三下段目标页岩储层的矿物组成、微观结构、理化性质及潜在损害因素。实验研究表明，储层页岩粘土矿物和脆性矿物含量高，构造致密、纳米级微孔微裂缝较发育，属于低孔超低渗储层；页岩地层井壁易水化失稳，同时外来工作流体在井底压差和毛管力等作用下极易侵入储层，可引起液相圈闭、水锁伤害、粘土颗粒水化分散运移堵塞以及页岩气解吸附遇阻等问题，导致储层渗透率降低，不利于其排烃，影响页岩气产能。针对页岩气储层特性及储层损害主要因素，根据微乳液制备理论和页岩储层保护基本原理，利用Gemini季铵盐型表面活性剂GTN、Tween80、正丁醇、正辛烷和去离子水等作为主要原料，制备出新型微乳液ME-1和ME-2，并对其稀释形成的纳米乳液体系的储层保护性能进行了评价。针对页岩储层超低渗特性，实验对比了ME-1和ME-2在不同加量下纳米乳液体系的表面张力、接触角、粒度分布、水化抑制性、岩心自吸、渗透率恢复以及对页岩吸附特性的影响，新研制的微乳液ME-2作为新型页岩气储层保护剂的作用效果较好，其合适加量在0.2%~1.0%范围；其能有效降低体系表面张力，增大与页岩的接触角，减弱页岩孔喉水化膨胀缩径效应，最终降低外来工作流体侵入页岩储层孔喉的毛管力；另外，可变形挤入页岩微孔缝，阻缓压力传递及滤液侵入，有助于井壁稳定，降低页岩自吸水量，便于恢复超低渗页岩储层的渗透率，有利于页岩气解吸。新研制的页岩气储层保护剂ME-2可应用于页岩气钻井、完井和压裂等工作流体。以新研制的页岩气储层保护剂ME-2作为主要处理剂，构建了综合性能较好的新型页岩气储层保护水基钻井完井液体系，为未来开展现场应用试验研究奠定了基础。