中国海洋油气资源极为丰富，其中深层石油和天然气地质资源分别占24％和31％。中国原油对外依存度已超过70％，加强海洋深层油气开发是国家能源安全保障和海洋强国战略的重大需求。相对陆地，海洋深层钻井工程的安全风险高、成本高、环保要求高，技术难度大。相比国外，中国海洋深层地质条件及海洋环境更加复杂。钻井过程中，复杂泥页岩井壁失稳、深层窄安全密度窗口地层钻井液漏失和钻井液高温失效等世界性技术难题，极易诱发井塌、井漏和卡钻等严重井下事故，同时还可造成生态环境灾害，甚至引发敏感海域的国际纠纷。作为钻井工程“血液”，安全环保抗高温钻井液技术创新是解决上述难题的关键，但中国原有技术无法满足要求，国外公司对核心技术又实施严格封锁，依靠引进费用高昂的国外技术服务也难以彻底解决。因此，安全环保抗高温水基钻井液成为制约钻探开发中国海洋深层油气资源的一项“卡脖子”技术难题。 为此，在国家及三大石油公司立项支持下，历经15年持续攻关，突破了海洋深层安全环保水基钻井液关键技术，取得了以下创新性研究成果： (1)发明了海洋深层环保高效防塌水基钻井液。创建了多尺度多元协同稳定井壁理论，发明了树枝状胺基聚合物泥页岩表面水化强抑制剂和超支化聚合物修饰纳米二氧化硅的页岩稳定剂等新材料，研发了海洋深层环保高效防塌水基钻井液，解决了海洋复杂深层井壁失稳世界性难题，井塌及卡钻事故率比国外先进技术降低83.3％。 (2)发明了海洋窄安全密度窗口深层钻井液井壁强化新方法和抗高温致密承压封堵剂新材料。针对海洋窄安全钻井液密度窗口深层井漏世界性技术难题，发明了高温高压井壁强化模拟装置及钻井液提高地层承压能力的方法