水基钻井液在石油和天然气工程的钻井过程中起着至关重要的作用,例如从井眼底部到地面清除钻屑,稳定井眼,冷却和润滑钻井管和钻头。除了这些功能外,水基钻井液还应在经济和环境方面做到对环境友好,并且对盐和温度具有极好的耐受性。在钻井过程中,由于地热梯度和地层压力梯度的影响,井眼越深,井眼温度越高。水基钻井液将在高温下失去原始性能。而且,当在盐床中钻孔时,由于同样的现象,盐侵入引起了另一个不希望的情况。高温和盐分侵入导致使用淡水钻井液的流变性和过滤性能不可接受。因此,需要提高水基钻井液的耐温性和耐盐性。提高水基钻井液的耐温性和耐盐性的一般方法是在水基钻井液中添加聚合物添加剂。本文通过理论与实验相结合的研究方法,在充分调研和分析国内外提高钻井液处理剂抗温抗盐钙方法的基础上,设计了一种以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2-基甲基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、苯乙烯（ST）为单体,通过自由基乳液聚合法制备了一种疏水缔合聚合物,并采用溶液共混法和原位聚合法向聚合物基体中掺杂纳米锂皂石,制备了一种抗温抗盐钙性能优良的降滤失剂。使用单因素分析法,确定了疏水缔合聚合物/纳米锂皂石复合材料的最佳合成条件。使用最优反应条件下合成的疏水缔合聚合物/纳米锂皂石复合材料作为抗高温抗盐钙降滤失剂分别评价其在纯水、淡水基浆、盐水基浆中的流变性能、降滤失性能和抗温性能,并对泥饼的微观形貌、钻井液的粒度分布和胶体稳定性进行分析,以阐明疏水缔合聚合物/纳米锂皂石复合材料在高温高矿化度条件下的降滤失机理。研究结果表明,合成的聚合物与设计的分子结构相同,热稳定性较好。使用原位聚合法向聚合物中掺杂纳米锂皂石可以提高聚合物的耐温性。疏水缔合聚合物/纳米锂皂石复合材料的微观形貌分析结果表明制备的疏水缔合聚合物/纳米锂皂石复合材料具有一种“豆荚”结构,其聚合物主体在水中会形成三维网状结构。将该复合材料作为钻井液降滤失剂的研究表明,该复合材料降滤失效果明显,含1%降滤失剂的淡水基浆在150℃下老化后,老化后的滤失量相对于基浆降低了80.9%,高温高压滤失量降低了63.3%。添加10 wt%Na Cl的钻井液的中压滤失量为8.4 mL。添加2.0 wt%CaCl2的钻井液老化前后中压滤失量变化均不明显。借助电子扫描显微镜镜、动态光散射激光粒度分析仪和电动电位分析仪对滤饼微观形貌、钻井液粒度和钻井液体系的zeta电位进行分析,研究了抗高温抗盐降滤失剂的降滤失机理:该降滤失剂可以通过氢键作用和静电作用吸附在粘土颗粒表面,由于水化基团的存在,在粘土颗粒表面形成一层厚的水化膜,该水化膜可以保护粘土在高温高盐环境中仍保持良好的分散性能而不致发生聚结,这样的粘土聚合物体系形成的泥饼相对于不添加降滤失剂的基浆来说更加致密,具有更低的滤失量。