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根据钻井液降滤失剂作用机理与氧化石墨烯特点分析,通过分子结构设计研制出了一种钻井液用氧化石墨烯/聚合物钻井液成膜降滤失剂GOJ-1,其合成条件为:合成单体配比AM:AMPS:DMDAAC:VAC=6:3:1.5:2.5,合成温度为60℃,引发剂浓度0.3%,氧化石墨烯质量分数0.32%,单体质量浓度为22.5%。红外光谱分析表明,新研制的氧化石墨烯/聚合物成膜降滤失剂GOJ-1实现了分子结构设计要求;粘度测试表明,GOJ-1的相对分子质量约3.63×10~5;热重分析表明,GOJ-1的热分解温度在330℃左右;透射电子显微镜扫描结合Zeta电位实验表明,GOJ-1中的改性氧化石墨烯片层表面附着聚合物,表面负电性增强,其分散稳定性提高。成膜特性实验评价表明,GOJ-1可以迅速吸附形成致密膜,与已有的成膜剂CMJ-1和LPF相比,具有更好的抑制防塌性能,实验浆滤饼的渗透率更低,滤饼的承压能力以及浸泡稳定性、耐冲刷性和压缩性更好。实验基浆评价表明,新研制的GOJ-1高温降滤失作用突出,抗温抗盐抗钙性能优异,150℃老化前后流变性能稳定,与常用钻井液处理剂的配伍性较好。借助吸附特性、Zeta电位、粒度、润湿性及扫描电镜等实验分析,揭示了新研制的GOJ-1的降滤失作用微观机理:借助其分子中的酰胺基、酯基水解产生的羟基及阳离子官能团可迅速吸附于粘土颗粒;利用磺酸亲水基团使水化膜增厚,且增加粘土颗粒的负电荷,从而提高了配浆粘土颗粒的胶体稳定性,改善了粒径级配,更有利于形成致密滤饼;GOJ-1分子结构中的部分酯基可增加滤饼的疏水性,也有助于改善滤饼质量和降低滤失量;改性后的氧化石墨烯产物片层结构中的吸附官能团可增强其在井壁岩石的快速吸附能力,有助于形成一体化的致密滤饼,渗透率降低,同时增强了滤饼承压性和耐冲刷性能,最终使滤饼薄而致密。利用新研制的降滤失剂GOJ-1,实验优化出了强化成膜封堵水基防塌钻井液配方,具有优良的滤失造壁性能、流变性能、致密封堵、抑制防塌性能及润滑性等。