在油田钻探过程中,钻井向深井、超深井方向发展,温度随着地层深度的增加而升高,钻井液处理剂的抗温性能有了更严苛的要求。研究与深部地层相适应的抗超高温钻井液体系,特别是核心处理剂——降滤失剂的研究,对提高深井钻井质量具有重要的意义。本文利用分子模拟技术,研究超高温条件下不同基础材料的动态模拟及微观结构的水化和吸附性能,筛选单体并进行分子结构设计,通过“虚拟实验”提高实验效率,较快得出符合性能的分子结构,指导实验合成抗220℃超高温降滤失剂。以热分解参数、吸附能以及特征基团的水化半径作为表征材料性能的指标,建立降滤失剂分子结构与耐温性能之间的定量构效关系,分析对聚合物抗温、降滤失性能起主要控制作用的因素,为超高温降滤失剂的研制提供一定的理论指导。从分子水平研究超高温环境中水团簇、粘土矿物、降滤失剂之间相互作用,揭示降滤失剂在超高温环境下的失效机理。模拟结果表明,水团簇随温度升高由结合水趋向自由水,水的存在使聚合物分解加速,在超高温作用下水分子与聚合物之间的氢键数量减少,体系结构不稳定,导致降滤失剂在超高温下的稳定性变差。同时受温度影响,聚合物在粘土表面水化层厚度降低,水的扩散速度加快,体系粘度降低,流变和滤失性能受到影响。利用计算机模拟预测降滤失剂的性能,使高通量数字化设计抗超高温降滤失剂成为可能,为今后的研究提供微观理论基础。