中文摘要：

研究出常温常压下页岩一维变形半透膜定性测量法和高温高压淹没环境压力传递渗透压法两种膜测试评价方法。采用微乳液聚合法得到了中值粒径在60～70nm之间的纳米乳液NM-1；采用表面接枝聚合法合成出了SiO2/两亲性嵌段聚合物纳米复合乳液NFR-1，由此构成半透膜效率达到65%的无粘土相水基成膜钻井液。半透膜形成机理为纳米复合材料分子中疏水性苯乙烯链段因疏水缔合作用形成胶束，在页岩表面形成一层疏水膜，将页岩表明反转为弱亲油性。纳米复合乳液独特的"珍珠链"网状结构对页岩孔隙进行有效堆积封堵，两亲性聚合物纳米复合微球产生变形，挤入桥堵后的细小孔隙中形成致密的填塞，增强了页岩孔隙的尺寸阻挡性，提高其半透膜效率。所研究半透膜完全形成时间为20-25分钟,膜强度可抵抗4.9MPa压力。隔离膜形成机制主要是半透膜的改变。在高温高压淹没环境下，通过纳米颗粒与钻井液中的聚合物形成颗粒-链段网状结构，变形挤入微孔隙或微裂缝中，软化粘结而成。隔离膜内部微观结构分析表明具有一定的层状结构和不连续的微孔隙，是一种渗透率极低的物质，应称为隔离层。项目所研究的无粘土相水基成膜钻井液抗温可达到150℃以上。