随着国家环境保护日益严格,对钻井液提出了既要满足苛刻地质条件钻井,又要具有环境保护性能的更高要求。为此,本文结合纳米技术在钻井液中的研究和应用现状,通过接枝改性等手段研制了环保型抗温、抗盐改性纳米碳酸钙降滤失剂,表征了其理化性质,评价了降滤失效果,探讨了作用机理;进一步开展了其在钻井液中应用等相关研究。首先以纳米碳酸钙为原料,采用偶联剂改性后,在过硫酸铵-亚硫酸氢钠的引发下,接枝非离子单体NM-3、阴离子单体AM-3,研发出新型的改性纳米碳酸钙降滤失剂。确定了最优合成条件:单体配比AM-3:NM-3=1:2;单体总浓度20%;引发剂用量占单体质量的0.5%;p H为7.0;反应温度30℃反应2 h,升温至50℃继续反应3 h,并通过特性黏数及黏均分子量的测定确定合成产物的分子量为2.85×10~6,证实其为高分子聚合物,对产物进行热重分析表明其热稳定性良好,红外光谱分析表明改性纳米碳酸钙降滤失剂中出现了两种单体的特征峰,证明分子结构与合成原理的正确性。评价改性纳米碳酸钙降滤失剂在钻井液中的性能表明,新研制的降滤失剂具有抗温（230℃）、抗盐（20%Na Cl）抗钙（10%Ca Cl2）性能,且抑制能力较强,当加量为1%时滚动回收率从21.7%提高到72.3%。通过吸附量测试表明,随着氯化钠浓度的增大和温度的升高,其吸附量逐渐减小。滤饼渗透率和可压缩性测试等结果表明,改性纳米碳酸钙降滤失剂能改善钻井液中颗粒级配以及泥饼质量。粒径测试结果表明,随着改性纳米碳酸钙降滤失剂浓度增大,实验浆中值粒径逐渐减小,加量为1%时,D50为2.793μm。Zeta电位测试结果表明,随着改性纳米碳酸钙降滤失剂浓度增大,实验浆Zeta电位逐渐减小,加量为1%时,Zeta电位-73.73 m V,增强体系稳定性,降低滤失量。与其他国内外环保型降滤失剂评比发现,新研制的降滤失剂效果最好,并以其为主要降滤失剂,通过与其他处理剂进行配伍性优化,构建了一套环保型水基钻井液体系。评价表明,该体系具有较好的抗温和耐温性能（抗180℃,在160℃下32 h保持稳定）、抗20%Na Cl、抗2%Ca Cl2、抗8%劣土污染,较好的抑制性（膨胀率为9.5%、回收率为90.82%）、润滑性和环保性能(BOD5为1892.4 mg·L-1,COD为6266.2 mg·L-1),具备生物降解性。