在大位移井、页岩气水平井等复杂结构井钻进过程中,常因携岩困难或泥页岩水化等原因发生井下复杂情况,如缩径、卡钻等。针对携岩困难,通常向水基钻井液体系中添加膨润土或常规聚合物增粘提切剂,但是提切效果不佳,一定程度上影响钻井效率;针对泥页岩水化引起的井壁失稳,一般添加包被剂或抑制剂,但是仍未完全满足要求。为解决上述问题,合成两种粘弹性聚合物分别作为增粘提切剂和井壁稳定剂,并研制了粘弹性聚合物水基钻井液体系。针对携岩困难问题,本文研制了一种疏水缔合两性离子聚丙烯酰胺衍生物(ADBA)作为增粘提切剂,通过疏水缔合、静电作用以及氢键作用等弱缔合作用,该处理剂能够形成三维网状结构。粘弹性聚合物ADBA具有较好的增粘提切性、剪切稀释性和粘弹性。同时,网状结构和引入的磺酸基团提高了ADBA的抗温性。以ADBA为增粘提切剂的低密度和高密度无土相水基钻井液在流变性和滤失造壁性方面均好于以聚丙烯酰胺钾盐(KPAM)为增粘提切剂的体系。针对泥页岩水化引起的井壁失稳问题,本文研究了一类井壁稳定剂(JWD),即将丙烯酰胺等单体接枝到聚乙烯醇(PVA)上。通过亲水基团,JWD可以与泥页岩形成多点吸附,JWD吸附在泥页岩表面或进入晶层层间,同时疏水基团能够形成一层疏水膜,阻止水分子与泥页岩的接触;此外,通过多点吸附,JWD能够增加泥页岩颗粒间的结合力,阻止泥页岩颗粒剥落。通过这些作用的协同增效,JWD可以有效的抑制泥页岩水化膨胀和分散,达到稳定井壁的目的。以ADBA和JWD为核心处理剂,辅助其它处理剂,形成了粘弹性聚合物水基钻井液体系。粘弹性聚合物环保型低密度钻井液的流变性和滤失造壁性要好于钾钙基聚磺钻井液;具有较好的抗污性,如能抗泥页岩粉末污染达15%以上、抗NaCl达30%以上等;同时环保性达到国家的要求。粘弹性聚合物强抑制性高密度水基钻井液,可以达到与油基钻井液相近的流变性、滤失造壁性和抑制性。将井壁稳定剂引入钾钙基聚磺钻井液体系形成粘弹性聚合物钻井液体系,具有良好的流变性能和稳定井壁性能。该体系在红山嘴区块H160和H1652两口井得到成功的应用,该体系可以有效的降低井径扩大率,解决井壁失稳难题。