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随着超深井、高矿化度井勘探技术的发展,钻井液降滤失剂作为钻井液外加剂的重要组成部分面临着高温、高盐入侵的严重考验,研制耐高温、高矿化度钻井液降滤失剂成为当今世界油气田勘探领域所面临的重大课题。本文首先采用硅烷偶联剂KH-570对nano-SiO2表面改性,改性条件为:20.0%浓度的KH-570,pH=4.5左右,反应温度65 ℃,反应时间2.0h,反应溶剂为乙醇和水(体积比3:1)。经FT-IR分析可知,改性后的纳米二氧化硅在波长2942.97 cm-1处含有吸收峰,波长1626.90 cm-1处含有吸收峰,对应KH-570的相关吸收峰,表明KH-570偶联剂成功的接枝到nano-Si02表面。以AM、SSS、DMDAAC、AA、改性nano-Si02为反应单体,APS为引发剂,采用自由基水溶液聚合的方法合成降滤失剂P(AASD)/nano-Si02。本文采用单因素分析的方法筛选最佳反应条件:当nano-Si02的加量为 1.0%时,n(SSS):n(AM):n(AA):n(DMDAAC)=0.5:1:1:0.2、反应温度为 65 ℃、pH=7,单体浓度为20.0%,引发剂(APS)加量为0.6%。经过红外光谱(FT-IR)和核磁共振波谱(GHNMR)分析,反应所得产品与预期设想一致。凝胶色谱分析,产物的数均分子量Mn=115172,重均分子量Mw=303323,分子量分布指数为2.63。对降滤失剂P(AASD)/nano-Si02的降滤失性能、耐温性能、耐盐性能、流变性等进行系统的评价。其实验结果显示,淡水基浆中降滤失剂P(AASD)/nano-Si02加量为2.0%时,常温养护条件下和200 ℃老化后的中压滤失量分别为6.6 mL、9.6 mL,塑性粘度分别为24.0 mPa·s、12.0 mPa·s;盐水基浆和饱和盐水基浆中聚合物加量为2.0%时其中压滤失量分别为6.8 mL、9.8 mL;表明降滤失剂P(AASD)/nano-Si02具有良好的降滤失、耐温、耐盐功能。沉降稳定性显示:降滤失剂加量在3.0%以内时,随着聚合物加量的不断增加,钻井液上层的清液越来越少,体系越来越稳定。通过不同的实验手段对降滤失剂P(AASD)/nano-SiO2的作用机理进行分析。采用SEM观察降滤失剂P(AASD)/nano-SiO2在水溶液和钻井液基浆中的液态形貌,结果显示:降滤失剂在水溶液和钻井液中水化成网状结构;SEM观察降滤失剂P(AASD)/nano-SiO2在钻井液泥饼表面光滑、致密;通过激光粒度仪分析可知,降滤失剂P(AASD)/nano-SiO2能稳定粘土颗粒,保证钻井液中有足够数量的小颗粒;Zeta电位显示:随着降滤失剂加量的不断增加,体系的Zeta电位的绝对值不断的增大,钻井液的胶体稳定性越好。