本发明提供了一种稳定砾石层井壁的钻井液用抗高温化学固壁剂及其制备方法与应用。本发明以多元醇、异氰酸酯为原料制得双键封端水性聚氨酯乳液，再与丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、有机硅单体通过自由基聚合法制备出凝胶状聚合物，使用纳米二氧化硅对其进行物理改性，得到适用于砾石层的化学固壁剂。本发明将异氰基、氨基甲酸酯基、硅烷氧基等基团引入固壁剂中，使固壁剂能紧密吸附在砾石颗粒之间形成胶结，引入磺酸基团使得固壁剂具有良好的抗温性，加入纳米二氧化硅使固壁剂形成的胶结物具有良好的抗拉强度，保证了固壁剂处理的砾石层井壁在较长时间内仍具有一定的稳定性。本发明的化学固壁剂能有效稳定砾石层井壁。