为了适应我国防塌钻井液技术发展的需要,该论文系统地研究了具有化学固壁特性的硅酸盐防塌剂,探讨了其与地层组分相互作用的机理、其稳定国内易塌岩样的效果以及稀硅酸盐钻井液的组成与性能的关系.该论文通过对钻井液与地层相互作用的理论分析,指出了硅酸盐防塌作用方式与其它防塌剂的异同,提出了按作用方式将防塌剂分为两大类八亚类的新分类法;通过岩心封堵率测定法等实验研究了硅酸盐的模数、加量及阳离子构成、有机处理剂、pH值、粘土含量等因素对稀硅酸盐钻井液性能的影响;总结出了控制稀硅酸盐钻井液流变性的要点为:采用模数较低的硅酸盐、添加碱金属氢氧化物或碳酸盐、避免使用含铵盐或钙盐的处理剂、控制钻井液中蒙皂石含量在50g/l以下;微量热重、傅立叶变换红外光和X-射线光电子能谱等方法研究了在一般井眼温度下硅酸盐与粘土矿物的同理,得出了在中浅井温度下硅酸盐稳定粘土岩的机理是以超分子化学结合为主、以缩合反应为辅的新观点;阐明了硅酸盐可与地层含的钙、镁离了结合成沉淀并在岩石表面构成坚韧致密的封固壳,因此对含膏岩层比对粘土岩层有更强的化学加固作用.笔者通过较系统的实验和理论研究,得出硅酸盐稳定井壁的总体杨理包括五个方面的协同作用:一是硅酸盐粒子通过吸附、扩散等途径堵塞缝隙;二是到达地层孔隙的硅酸根在孔隙水中解变为硅酸凝胶而将孔隙堵塞;三是硅酸根与地层钙镁离子生成硅酸钙镁沉淀覆盖于岩石表面并堵塞孔隙;四是硅酸盐与粘土矿物之间强烈的超分子作用力;五是硅酸盐的硅醇基与粘土矿物的铝醇基发生缩合反应.