塔里木盆地中部北坡地区高温高压深层油气钻探工程中,面临高密度水基钻井液长期高温稳定性调控的世界性技术难题,严重制约了塔中北坡地区深层高温高压油气资源的勘探开发进程。因此,迫切需要开展高密度水基钻井液耐高温稳定性调控机理与新方法研究。基于高温高密度水基钻井液性能调控技术难点分析,本文首先重点实验探讨了高温对钻井液中的配浆土、主要处理剂和加重材料等主要组分作用的影响,明确了聚磺钻井液高温稳定性调控的难点,并提出了长期耐高温钻井液性能调控的有效方法:一是采用化学除氧剂的方法,抑制高温下自由基反应的发生,以提升聚合物处理剂的耐温性能;同时,利用交联抑制剂,阻缓钻井液用磺化类处理剂在长时间高温作用下的过度交联反应,从而有效提高聚磺钻井液的长期高温稳定性。借助XRD、SEM、粒度分析、润湿角、黏度效应等测试手段,实验探讨了不同重晶石粉加重剂的物理化学性质及其对高密度钻井液性能变化的影响;提出了基于重晶石加重材料粒度合理级配的高密度钻井液性能调控方法,即在重晶石颗粒保持充分离散的前提下,利用两种粒径存在数量级差别的加重材料协同组合,可使钻井液具有合理的粒径分布状态,既有利于形成多级有效充填,促使颗粒紧密堆积而改善滤饼质量,也有利于发挥微粒的“轴承”减阻而改善流变性,最终实现高密度高温钻井液综合性能的有效改善。基于长期高温作用下聚磺钻井液主要性能的动态变化特征新认识,提出了适用于塔中北坡地区长期(10-15天)耐高温高密度钻井液性能的综合调控新方法:在主要抗高温处理剂优选的基础上,利用高温交联抑制剂最大程度延缓磺化类处理剂在长时间高温作用下的过度交联反应,并配合加重材料协同组合及粒度级配优化等技术措施。针对塔中北坡地区实际地层复杂条件及钻井技术要求,优化得到了适用于塔中北坡地区不同工况条件下的4套高温高密度钻井液配方,可调密度范围为2.0-2.3g/cm³,抗温180-200℃,长期耐温性能突出,高温长时间(10-15天)静置条件下综合性能较稳定,满足了该地区深层高温高压油气钻完井工程中钻井液长期耐高温钻井液稳定性的苛刻技术要求,为塔中北坡地区深层高温高压油气钻探开发提供了钻井液技术支撑。