①课题来源与背景：“页岩气钻探用高效低阻仿生取样技术研究”项目,是2015年度山东省地矿局地质科技攻关项目。随着页岩气勘探开发越来越迫切,钻遇地层复杂,当钻遇坚硬、研磨性强、可钻性高等复杂地层时,都会遇到钻速慢、钻头寿命短等问题,同时强抑制性钻井液对钻井井壁稳定是安全钻井的关键,都严重制约这页岩气的勘探开发进度。因此,研制结构合理的高效耐磨钻头和强抑制性钻井液在钻井实践中具有重要的社会意义和经济意义。②技术原理和技术指标：（1）以自然界生物为仿生原型,抽象出的仿生耦合理论具有高效耐磨特性,将该特性应用到聚晶金刚石复合片（PDC）的设计中,基于该理论和方法研制出的仿生PDC钻头,经野外钻进试验证明机械钻速有较大的提高,可缩短钻井周期、节约钻井成本。（2）钻井液研发将结合不同抑制剂的特点和针对性,开展抑制剂的复配协同作用研究,从对粘土的物化性能和微观结构的影响出发,从而获得抑制剂性能的深入探索,为页岩气钻探中直井和水平井水基强抑制性钻井液体系的研究提供理论和技术基础。③技术的创造性和先进性：仿生PDC钻头对硬朔性泥页岩地层机械钻速提高明显;通过室内研究及钻探实践,证明了高温、高碱的强抑制性聚醚胺硅酸盐水基钻井液体系对水敏性极强的泥页岩地层具有极强的抑制性,井壁稳定,井眼扩大率小于5%。成果报告在仿生PDC钻头、高温高碱强抑制性钻井液研究等方面实现了创新,实用性较强。④技术的成熟程度,适用范围和安全性：高效快速钻进的钻头和稳定、适宜的钻井液的研究在页岩气勘探中用于提高新生界古近系层段的钻进速度。通过引入仿生钻头,解决页岩气探区地层钻进提速问题;优选处理剂,利用复配方法获得不同抑制性处理剂之间协同作用效果,通过研制新的页岩气地层水基泥浆体系,解决页岩气地层钻进井壁稳定问题。⑤应用情况及存在的问题：215.9mm仿生全面PDC钻头在济页参1井、昌页参1井等页岩气钻探项目中的使用,与常规钻头比,脱泥减阻效果明显;具有机械钻速高（提高25%以上）、耐磨和防粘性能,解决了页岩气钻井的泥包难题;仿生孕镶金刚石钻头在青海共和县恰卜恰镇干热岩资源勘探GR1井和和东南沿海深部地热科学钻探HDR-1井等硬岩钻探项目中使用,钻进速度比常规钻头提高了进1倍,钻头工作面耐磨性也有所增强,钻头寿命延长了近一倍。研制的强抑制性聚醚胺硅酸盐钻井液体系,该钻井液体系在济页参1井、昌页参1井等页岩气钻探项目中进行了实践,证明该钻井液体系对水敏性易缩径、易坍塌的泥页岩地层具有良好的抑制性,钻探实践中克服了以服了井壁不稳定现象;同时该钻井液体系中和、分解了油气层中的硫化氢气体。