本文总结归纳了国内外纳米材料在钻井液中的研究进展和应用现状,陈述了纳米材料在钻井液中的机理和其作为钻井液处理剂的原理和用途,分析了现用纳米封堵剂类材料的不足,针对高温高盐条件下纳米材料化学稳定性差,在钻井液体系中易凝聚难分散的问题,选用苯乙烯、丙烯酸酯和磺化功能单体,以及可反应表面活性剂为原料,成功研制出了新型抗温耐盐水基钻井液聚合物胶乳封堵剂KY-SEAL;将其干燥固化后与刚性粒子混配,制备随钻承压增强剂MSEAL,并全面评价了聚合物胶乳的在水基、油基钻井液以及MSEAL在油基钻井液中的使用性能,形成了以下主要结论:1、从分子设计角度出发,以苯乙烯、丙烯酸酯和磺化功能材料为单体,可聚表面活性剂NT和FR为乳化剂,APS为引发剂,通过间歇乳液聚合方法,合成了具有核壳结构的抗温耐盐可分散胶乳封堵剂KY-SEAL,通过对单一变量的考察,确定了乳液聚合反应的最佳反应条件:主单体含量50%,MAIS加量3%,NT和FR总加量3%,其中NT占比35%,APS加量0.8%,NaHC03加量0.2%,反应温度75℃,搅拌速率为250 rpm。2、红外光谱分析结果表明,确定所合成的聚合物为ST/BA/MAIS目标产物。3、耐盐评价实验结果表明,合成的聚合物纳米胶乳封堵剂抗温耐盐性能良好,在20%NaCl水基钻井液中,抗温能力不低于150℃。4、孔隙压力传递实验表明,在水基钻井液中加入KY-SEAL后,纳米胶乳粒子可以对泥页岩微裂缝进行有效封堵,从而大幅降低孔隙压力传递速率,保障井壁稳定性。5、在油基钻井液中加入KY-SEAL,同样可有效降低油基钻井液滤失量,提升油基钻井液封堵性能,抗温能力不低于150℃。6、将KY-SEAL干燥固化后与刚性粒子以质量比1:1进行复配,得到了油基钻井液随钻承压增强剂MSEAL,该材料具有优异的抗温功能,可以在176℃下将油基钻井液的承压能力由5~6 MPa提升至18 MPa。同样,油基钻井液高温高压砂床漏失量实验和PPT实验均表明,在2%的加量下,MSEAL可以有效提升油基钻井液承压封堵性能。