鉆井液技術是安全、優質、高效鉆井及保護儲層的保障。實驗室聚焦深層超深層油氣資源（70%超過5000m、井底溫度180～260℃），針對抗超高溫（200℃以上）鉆井流體技術長期被國外少數石油公司壟斷的局面，開展超高溫工況鉆井流體性能評價方法和設備研制以及抗高溫水基鉆井液和泡沫鉆井液研發，將我國原有磺化水基鉆井液抗溫能力從180℃提高到240℃，將我國泡沫鉆井流體抗高溫能力從150℃提高到350℃。
針對鉆井液堵漏成功率低、嚴重影響鉆井安全與效率的瓶頸難題，研究揭示了堵漏材料與裂縫壁面黏附、滑脫及壓力傳遞機理，建立了特種鉆井流體承壓堵漏測試新方法；研制出評價承壓力、破裂壓力、裂縫重啟壓力及延伸傳播壓力的測試裝置；建立了鉆井液防漏堵漏分析模型；研發了強黏附、強拉扯、有效阻隔壓力傳遞的防漏堵漏新材料，提出了鉆井液承壓堵漏新方法。研究成果獲得2016年國家技術發明二等獎。
欠平衡鉆井技術是儲層保護的另一關鍵技術途徑。欠平衡鉆井技術（井內鉆井液液柱壓力低于地層流體壓力）是國外20世紀90年代開始發展的新一代鉆井技術，對于低壓低滲油氣藏的儲層保護具有革命性意義；尤其是欠平衡氣體鉆井完全避免了液相對儲層的損害，具有對儲層“零損害”的特征，在產層發現、評價與提產方面具有獨特的優勢。實驗室在國內率先開展該領域的研究，并一直引領、推動著我國欠平衡鉆井理論與技術的發展。
2015年以來，針對嚴重制約我國氣體鉆井發展的“氣體鉆井怕水”和“氣體鉆特殊軌跡井能力差”兩大技術瓶頸難題開展研究并取得重大進展。研究揭示了泥巖粘土礦物水化膨脹微觀作用機理，創新巖石水化反應模型與井壁穩定預測模型，建立了氣體鉆井地層出水條件下的井壁穩定評價理論；揭示了氣體鉆井產層失穩機理，建立了產氣砂巖段井壁坍塌量與產氣量的關系，首次揭示了氣體鉆井“深井巖爆”現象并建立了理論模型；建立了氣體鉆井攜巖與井眼凈化理論，建立了地層出水和特殊軌跡井條件下的環空多相流模型和井眼凈化參數計算模型。以這些理論為依據，建議并全程參與了塔里木盆地深層高壓致密砂巖氣藏氮氣鉆井技術重大試驗，是在井深5000m、壓力系數1.8條件下異常高壓氣層氮氣鉆井成功的世界首例，為致密產層氣體鉆井奠定了核心理論基礎；同時還推動了川渝地區氣體鉆井的規模化應用。
