3. 无机/有机复合材料钻井液降滤失剂

        无机/有机复合材料是一种通过将无机材料与聚合物共混、共聚制备的材料，其中无机材料可作为填料或聚合单体与聚合物相互作用实现整体材料性能的大幅提升。复合材料中所使用的无机材料多为高耐温、高刚性物质，一方面可提高复合材料整体抗温性能，另一方面可通过提高分子刚性有效改善抗温抗盐能力，同时使用有机/无机降滤失剂可以一定程度缓解大量使用聚合物带来的环境污染问题，因此抗温抗盐复合材料已成为钻井液降滤失剂开发的重要研究方向之一。目前复合材料降滤失剂的主要研究成果有二氧化硅/聚合物和石墨烯/聚合物等。

3.1 二氧化硅/聚合物降滤失剂

        二氧化硅（SiO2）是最常见的无机材料之一，纳米SiO2的体积效应和量子隧道效应使其可与有机物π键附近的电子云发生重叠，形成致密的微交联网状结构，从而提高了有机物的强度、耐盐性和耐老化性。范开鑫使用KH-570偶联剂将纳米SiO2改性后与AM、AMPS、DMDAAC进行自由基共聚，得到复合材料降滤失剂PAAD/SiO2。研究结果表明，添加2.5% 降滤失剂的钻井液经220 ℃老化后的滤失量为15.8 mL，较聚合物PAAD抗温性能有很大提升。

3.2 石墨烯/聚合物降滤失剂

        石墨烯材料是具有优良导热、导电、润滑等作用的高性能材料，在部分报道中可将改性石墨烯用作钻井液的降滤失剂和润滑剂，现场试验效果良好，但改性石墨烯存在加量大、成本过高的问题。为改善成本问 题 ，曲 建 峰等 通 过 氧 化 石 墨 烯（GO）与 AM、AMPS、DMDAAC、醋酸乙烯酯（VAC）共聚，得到降滤失剂GOJ。研究表明，GOJ中氧化石墨烯含量为0.32％时，其抗高温能力提升约20 ℃。GOJ抗温达220 ℃，耐盐可至饱和，在相同处理剂加量下，降滤失能力优于国外降滤失剂产品Driscal-D。

        无机/有机复合材料具有很高的分子刚性与耐热性，作为降滤失剂可表现出比相关的纯有机聚合物更高的抗温性能，增幅可达10%，且抗盐钙能力更强，性能十分优异，应用前景广阔。然而，无机/有机复合材料降滤失剂的研发也面临着诸多难点。目前作为降滤失剂的复合材料中无机材料多为纳米级颗粒，在复合材料的制备过程中颗粒易发生团聚，尺寸增大，失去纳米效应，导致材料整体性能无法达到预期效果。此外，部分无机材料价格高昂，在制备复合材料时需要过多的加量使得制备成本过高，加量过少则会导致性能不足，成本与性能难以权衡，造成相关降滤失剂产品现场应用较少。

        今后，如何改善复合材料中无机材料的分散性、相容性以及如何改进复合材料的生产工艺、降低成本将是抗温抗盐复合材料降滤失剂的研究重点。

4. 结论

        目前抗温抗盐钻井液降滤失剂的研究与应用已取得了一定进展，改性天然材料抗温抗盐性能较弱，目前的研究重点以接枝共聚改性为主；合成聚合物降滤失剂在提高抗温抗盐性能上已卓有成效，但在聚合物的分子设计思路上还主要局限于AMPS、NVP等单体的自由基共聚合上，创新性有所欠缺，亟需新的研发思路进一步改善抗温抗盐性能；无机/有机复合材料抗温抗盐性能优异，但制备成本相对较高，产品多停留在实验室研究阶段，产业化发展不足。今后建议可从以下三方面开展深入研究。

      （1）加强对现有降滤失剂材料的分子结构分析，探索材料的新型改性方法，多发挥天然材料低毒、易降解的优势，开发兼具抗温抗盐性能与环保性能的新材料，实现绿色发展。

      （2）注重降滤失剂的抗温抗盐基础理论研究，加强与高分子化学、计算化学等学科的借鉴与融合，指导新型聚合单体研发、合成路线设计优化。

      （3）权衡降滤失剂产品研发的实用性和经济性，注重降滤失剂相关体系构建，推进新型抗温抗盐降滤失剂产品的产业化发展。

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