超低渗透钻井液（又称无渗透或无侵害钻井液）是近年来钻井液新技术中的关注热点之一，它的主要作用是：在多级桥塞材料对高渗透性介质的封堵基础上，进一步引入一类人工合成的高分子材料，该材料属于两性高分子，能够形成缔合胶团，在一定温度和压力下能够变形变软，形成对高渗透地层的致密封堵，因而，在钻遇压力衰竭地层、裂缝发育地层、高渗透层以及长裸眼多压力层系等地层时，具有显著的随钻防漏、堵漏作用。 因此，超低渗透钻井液的核心部分是超低渗透添加剂，而超低渗透添加剂由两部分组成：桥塞剂和变形变软封堵剂。其中，变形变软封堵剂的研究是该项技术的关键。 本文以钻井液封堵理论为基础，从实验分析评价国内外超低渗透添加剂的作用效能出发，提出了具备随钻防漏、堵漏功能封堵剂必须具有的分子结构特点，并进行分子结构设计，通过可以控制聚合物分子量的共溶剂聚合方法，选用丙烯酰胺（AM）、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(C₁₈DMAAC)、丙烯酸钠（AANa）三种单体，合成出了具有双亲结构的三元共聚物AM/C₁₈DMAAC／AANa（简称XG），砂床封堵实验表明，封堵效果良好。 本文还进一步研究了合成条件对聚合物（XG）分子参数的影响，优选了合成条件，通过红外光谱分析对所研制出的封堵剂分子结构进行了表征。此外，通过聚合物水溶液的表面张力实验，分析了封堵剂分子的缔合能力；通过对封堵剂水溶液的紫外光谱分析和含有封堵剂的钻井液粘浓实验，对封堵剂分子的缔合方式进行了研究，发现该封堵剂分子表现出与一般双亲聚合物不同的性质，具有很强的分子内缔合趋势。粒度分析表明，所研制的封堵剂加入钻井液后，胶团粒径和浓度均有所增加，这是正是封堵实验效果好的原因。 本论文还考察了封堵剂浓度、疏水单体含量、不同盐加量、剪切速率、温度等因素变化对钻井液性能的影响，结果发现，所研制的封堵剂表现出了较好的抗盐、抗温及体系良好的剪切稀释性，且在有效加量内增稠性不明显。