非离子表面活性剂分子中具有强亲水性官能团使其在水中有一定的溶度，其在数量上仅次于阴离子表面活性剂。按照亲水基团的不同分为聚氧乙烯型和多元醇型两类。粘土颗粒晶层表面的极性基团与非离子表面活性剂间形成氢键，使非离子表面活性剂更好的吸附于粘土颗粒表面，从而实现粘土表面性能的改变与影响。对粘土表面性能的改变主要表现在以下几个方面：

1.增加粘土颗粒的分散性

      一是非离子表面活性剂在土壤颗粒表面的吸附降低土壤颗粒的界面张力，使团聚在一起的土壤颗粒分散开来；二是非离子表面活性剂吸附在土壤颗粒表面后，形成一定厚度的水化膜，从而将边边、边面连接的粘土颗粒分散开来，以提高钻井液内粘土颗粒的分散程度，提高钻井液的稳定性。

2.抑制粘土的水化膨胀

      非离子表面活性剂覆盖在粘土表面上，通过多点吸附而产生固结作用和包被作用，既防止了粘土与水的直接接触，又增加了粘土的密实程度，从而抑制了粘土的水化膨胀。

3.改变粘土颗粒表面的润湿性

      非离子表面活性剂由亲水基和憎水基两部分组成，对于水湿性粘土表面，非离子表面活性剂的亲水基指向粘土方向，亲油基向外，在粘土表面定向排列，形成定向吸附层，从而使粘土由水湿性转变为油湿性；对油湿性粘土表面相反。