当钻完一口井后，钻井液会因钻屑、地层水、原油等物质的侵入或其组分发生化学反应及生物降解而失去正常功能，而变成了废弃钻井液。废弃钻井液中含有大量的黏土、钻屑和处理剂，尤其盐溶液、可交换钠离子、油类、可溶性重金属离子、有机污染物、高pH值处理剂、高分子有机物，特别是降解后的小分子有机物等对环境危害较大，不能随意丢弃和排放。
对于那些低毒或无毒、易生物降解的钻井废弃液可以直接排放外，为了保护环境，使废弃钻井液能与环境和谐相处，需要根据废弃钻井液的成分和环保要求采取不同的方法进行处理。主要包括：（1）分散处理法。由于绝大多数钻井液pH值均在7以上，若在满足环境保护要求的条件下可将其分散到酸性土壤中，既能中和土壤中的酸性使土壤得到改良，又能节省一定的处理费用。（2）土地耕作法。将废弃钻井液按一定比例与土壤混合，废弃钻井液中的盐类能得到充分的稀释，有机物能得到微生物最有效的降解。（3）破乳法。向乳化含油废弃钻井液中投加破乳剂，通过化学作用，辅以其他分离方式，达到乳化液破乳，实现油水分离的目的。（4）机械脱水法。利用化学絮凝剂沉降和机械分离等强化措施，使废弃钻井液中的固液两相得以分离。（5）微生物处理法。通过微生物降解、生物絮凝等，使用该方法的困难是如何选择合适的微生物菌种和载体。（6）回注法。将废弃钻井液注入地下非渗透地层或注入井眼环形空间，对于有些毒性较大又难以处理的废弃钻井液可以通过回注法处理。（7）回填法。首先将储存坑内的废物进行沉降分离，将上面的水澄清达到规定要求后就地排放，剩下的污泥干燥一定程度后即可在储存坑内就地填埋，一般顶部要保持较厚的表土层，并使储存坑的周围恢复到原来的地貌（该方法对地表水和土壤有很大的影响，所以回填法必须要慎用）。（8）焚烧回收法。要求具有高温（1200～1500℃）和密闭的回收装置，燃烧的气体经过烟尘回收和气体吸收，剩余的灰烬可综合利用，油和其他物质也可以回收利用。（9）固化法。向废弃钻井液中加入固化剂，使之转化成像土壤一样的固体（假性土壤）填埋在原处或用作建筑材料等，能较大程度地减少废弃钻完井液中的金属离子和有机物对土壤的侵蚀，从而减少废弃钻井液对环境的影响与危害，同时又可保证废弃的钻井液池在钻井过程一结束即能还耕。（10）废弃钻井液转化为水泥浆。将废弃钻井液和矿渣混合，利用激活剂激活矿渣中的固化成分，再辅以其他添加剂得到各种用途的固井水泥浆。
不管对废弃钻井液如何处理，或多或少对环境还是会有影响，于是低污染钻井液应运而生，主要包括：（1）合成基钻井液。无毒，可生物降解，对环境无污染，钻井污水、钻屑和废弃钻井液可处理后直接向海洋排放。（2）甲酸盐钻井液。比常规的盐水体系更易于被环境所接受，对水域生物没有毒副作用。生物降解试验表明，所有甲酸盐28天内生物降解率大于70％，都可以归入“易生物降解”类物质。（3）多元醇水基钻井液。不存在污染环境和干扰地质录井问题，其室内实验和现场应用都取得了良好的效果。（4）硅酸盐钻井液。具有无毒、无荧光、低成本的特点，可通过聚合醇和低价无机盐的复配等来强化体系的整体性能。（5）甲基葡萄糖苷钻井液。无毒，易生物降解，对环境影响小。（6）铝络合物钻井液。主要成分是络合铝，一种无毒无害的铝化学品，不含氯，解决了岩屑排放的难题，降低了排放成本，能够运用于环境保护要求较高的地区。