井壁稳定问题是钻井系统工程中的世界性难题。据估算，每年由于井壁失稳造成的经济损失高达十亿美元左右。多年来人们在钻井液的抑制性、封堵性以及钻井液与地层流体之间活度平衡技术等方面做了大量研究工作，却甚少关注钻井液中自由水的流动状态。
事实上，井壁失稳的一个主要原因就是水基钻井液中的水与地层之间的作用，水分子和离子在钻井液和地层之间的运动使井壁周围的孔隙压力发生很大的变化，继而有可能造成井壁失稳。作为水基钻井液的分散介质，水在钻井液中以3种形态存在，即化学结合水、吸附水、自由水。化学结合水(结晶水)是黏土矿物晶体结构的组成部分；吸附水是由固相颗粒分子间力吸附的水化膜以及聚合物分子所吸附的水；而自由水则是钻井液中可以自由移动的水，在体系中占绝大部分。由于大量自由水的存在，一方面地层岩石毛细管具自吸水作用，导致钻井液液相大量侵入；另一方面钻井液在压差的作用下很容易进入地层，从而造成地层强度下降，层理剥落坍塌，导致井壁失稳。因此减少钻井液中自由水的含量是解决井壁失稳问题的有效方法之一。
室内研究以减少钻井液中自由水的含量、提高钻井液中自由水进入地层的毛管阻力为目的，研制了自由水络合剂HXY。
络合剂HXY是一种适度交联的聚电解质聚合物，当这种电解质溶于介电常数很高的溶剂(如水)中时，就会发生离解生成阴离子和阳离子。阳离子在水中为可移动离子，阴离子与主链相连，不能向水中扩散。阴离子间的排斥作用使网络结构发生扩张，而具备一定活动性的阳离子由于受网络骨架相反电荷的吸引、束缚而只能存在于网络中，不能向外部溶剂扩散，导致阳离子在网络内外的浓度差增大，由此而产生的渗透压使水分子进一步渗入。随着水分子的进一步渗透，部分正负离子对离解，阳离子脱离络合剂分子链向溶剂扩散，导致络合剂分子链带了多余负电荷，由于静电斥力，络合剂分子链得到扩张，这样，水就更容易进入络合剂中。另一方面，络合剂本身的微交联网状结构及其分子内部的氢键作用又会使络合剂分子结构有收缩的倾向，这样就限制了络合剂分子网络，使该网状结构不能无限制地扩大，最终达到络合平衡。这两种作用使得络合剂具有维持一定的束缚水的能力，提高了钻井液中自由水进入地层的毛管阻力。因此，低自由水钻井液体系由于络合了钻井液中大量的自由水，故扩散速率很慢，说明低自由水钻井液体系具有较好的络合水的能力，能够有效减少钻井液中液相向地层的侵入量。