一种改性二氧化钛纳米封堵剂及水基钻井液，属于油气田钻井技术领域，所述改性二氧化钛纳米封堵剂以羟基化纳米二氧化钛(5‑10nm)、含氨基的硅烷偶联剂、丁二烯类化合物、双氨丙基苯类化合物、含烯键的磺酸类化合物为原料。本发明提供的抗高温改性二氧化钛制成的封堵剂，其粒径在70‑280nm之间，封堵性能相比于同类封堵剂性能有显著提升，除了其封堵性能之外，其外部的磺酸基团还具有较强的抗盐性能，该封堵剂可直接加入水基钻井液中，其配伍性能良好，能够有效稳定井壁，可应用于深井、超深井中。该封堵剂还具有原料易得，价格便宜等优点，所提供的合成方法稳定可靠，简单快捷，适用于工业化生产。