钻井过程中，泥页岩地层井壁失稳问题是钻井工程中的重大问题之一，导致泥页岩地层井壁失稳的因素众多，且十分复杂。本文在前人关于钻井液与泥页岩间传输机理研究的基础上深入定量分析了相关理论，重点研究水力压差、化学势差、电势差及毛管力作用对钻井液与泥页岩间流体传输的影响，系统地分析钻井液与泥页岩间流体传输的机理，建立传输的数学模型。经过实验验证，表明建立的模型符合实际情况，最后给出防塌钻井液体系的设计原理。　　 具体研究内容如下：　　 1、深入分析了在水力压差化学势差作用下，泥页岩的水化机理，利用质量守恒定律建立了泥页岩水化膨胀的数学模型。　　 2、应用斯特恩双电层理论，建立了泥页岩地层水化的扩散双电层模型。对其在扩散双电层作用下的水化机理进行了深入研究并建立了水化的数学模型。　　 3、泥页岩地层渗透率低，孔径小，毛管力对泥页岩地层水化膨胀影响重大。在一定的假设条件下，建立了毛管力作用下泥页岩水化的数学模型。　　 4、依据上述理论研究成果，针对泥页岩地层的特殊结构，结合国内外在防塌钻井液体系研究进展，提出了新型防塌钻井液体系设计思路。