随着石油等常规能源开采技术的不断提高,非常规能源页岩气资源逐渐进入了人们的视线。当前,页岩气勘探开发已经成为世界大部分国家能源矿产开采的主流,已在北美、欧洲、亚洲、大洋洲等地区蓬勃发展。鉴于页岩气丰富的储藏量和广阔的开发利用及经济价值,使得全球掀起一场“页岩气革命”,也改变了目前全球能源供需格局。本文采用两步法人工合成纳米膨润土,以天然钙基膨润土毛料为原材料。首先通过微波辅助对天然钙基膨润土（Ca-Bt）进行乙酸酸化处理;然后,在水浴能量作用下采用NaCl、Na₂CO₃、木质素磺酸钠以及聚季铵盐-7两两复配进行酸化膨润土改性得到纳米膨润土复合体,并利用控制变量法分析各个因素对合成的影响;依据傅里叶远红外（FI-IR）测试、X射线衍射（XRD）测试和电子扫描电镜（SEM）对复合体进行了化学表征;最后,对页岩井钻井液配方进行优选,分别对钻井液表观粘度、塑性粘度、动切力、动塑比、高温高压滤失量进行测试,得到最佳添加剂加量;另外,利用XRD对页岩样本进行矿物分析,以及对纳米膨润土体系和钻井级膨润土体系下页岩的膨胀性和回收率,以此来研究其对页岩井壁稳定性的影响。实验结果表明,乙酸浓度为2mol/l,在微波初始温度50℃,功率为400W条件下,照射4min时,膨润土乙酸酸化效果最佳,其中膨胀容可达34ml/g,比原土膨胀容足足提高一倍;在水浴温度为50℃,搅拌速率300r/min条件下优选Na₂CO₃与聚季铵盐-7作为改性剂,在二者质量比为1:2.5水浴2h下进行纳米化,所得纳米复合体胶质价可达430ml/15g,表观粘度29.6mPa·s,动塑比为0.6。就目前页岩钻井液配方情况,优选增黏剂黄胞胶,降滤失剂磺化沥青,页岩抑制剂硅酸钾。此体系配方为:4%纳米膨润土+0.3%黄胞胶+0.5%磺化沥青+2%硅酸钾;此高效水基钻井液流变性良好,高温高压滤失量较钻井级膨润土体系减小了近一倍。并且通过膨胀率以及回收率实验,此纳米膨润土体系对于页岩井井壁具有极佳的稳定能力。