为解决在高原冻土层实施钻井勘探中出现井壁失稳坍塌及钻井液对储层侵害等问题，以氯化钠为抗冻剂、硅酸钠为成膜剂采用正交实验法进行室内实验，最终在多组钻井液配方中优选出两组抗低温成膜剂钻井液配方。在-5℃下使用的配方Z1（清水+15%NaCl+2.5%Na膨润土+1.5%Na-HPAN+0.3%XG+2%硅酸钠）,在-10℃下使用的配方Z2（清水+20%NaCl+3.0%Na膨润土+1.5%Na-HPAN+0.4%XG+1.5%硅酸钠）。其主要性能指标是：AV值12.0,16.5 mPa·s;PV值9.0,13.0 mPa·s;YP值3.1,3.6 Pa;FLAPI值6.5 mL/30 min, 6.3 mL/30 min。经对两组钻井液的流变参数测定及滤饼质量观测，两组配方均具有较好的流变性能并能形成致密有韧性的半透膜，故两组钻井液配方都满足在高原冻土层钻井勘探的使用要求。
陆域天然气水合物(以下简称水合物)主要赋存于高原冻土区,为保证顺利钻探,要求钻井液既能够有效抑制水合物分解、维持其相态平衡,又能在低温环境下具有良好的流变性能。为此,以新研制的低失水抗低温聚合物钻井液配方为研究对象,对其在低温条件下的流变性能进行了测试,并利用回归分析法和最小二乘法对试验数据进行计算与分析。结果表明:①赫谢尔—巴尔克莱模式是描述该钻井液体系低温流变性能的最佳模式;②应用该模式计算得到了低温条件下钻井液流变性能参数,其变化规律表现出随着温度降低,钻井液动切力呈近似波动变化,钻井液的稠度系数和流性指数均大致呈线性增长的趋势,但增长幅度较小。结论认为:所建立的钻井液表观黏度低温响应数学模型拟合精度高,可准确预测井内钻井液在低温下的流变性能。
天然气水合物是在特定的低温与高压条件下形成的产物。在天然气水合物勘探工作中,低温钻井液是获得天然气水合物真实样品的重要保证条件之一。低温钻井液应具有低的冰点、良好的抵制能力与良好的流动性。结合天然气水合物勘探工作的特点,在试验的基础上,对比分析了PAM、PHPA、PAC-141、Na-CMC与KHm的分子结构、官能团的种类与数量对钻井液的防塌能力和流动性的影响,得出了几种处理剂的耐低温能力大小的顺序为:PAC-141