油基钻井液因强抑制、润滑性好等优点,常被用于页岩、岩盐层和石膏层等复杂地层,近几年在页岩油气钻井中使用更为广泛。但油基钻井液存在成本高、环境不友好等缺点。因此开发环境友好、经济、高效的新型油基环保钻井液体系,具有非常重要的现实意义。生物柴油基钻井液属于酯基钻井液的一种,该类钻井液体系的润滑性、抑制性及电稳定性等性能与油基钻井液相似,能够满足复杂地层施工需求,且对环境友好。本文结合新疆玛湖井区目的层的地质特点,以生物柴油为基液,研制出一种新的生物柴油基钻井液体系。该体系抗温可达120℃、密度可达2.0g/cm~3。本文以质量分数为20%氯化钙溶液为生物柴油基钻井液体系的分散相,以生物柴油为体系的连续相。在理论和实验的基础上,确定了最佳油水比为80:20,优选出了主乳化剂TC-PEM、辅乳化剂TC-SEM和润湿剂OP-4,研制了适用于生物柴油基钻井液体系的改性有机土(UP-GEL)和改性褐煤(UP-GL),并对其进行了性能评价。在优选和研制处理剂的基础上,确定了生物柴油基钻井液的基础配方:生物柴油+20%CaCl₂+2%TC-PEM+3%TC-SEM+2%UP-GEL+3%UP-GL+2%OP-4+1%CaO+1%NAPG+重晶石。对优化后的生物柴油基钻井液体系的各项性能进行了评价。实验结果及在新疆玛湖井区目的层应用效果均表明,该体系具有良好的抗温能力、有一定的抗水侵和抗钙能力,且易于生物降解。