膨润土作为钻井泥浆的主要原料广泛应用于油气开采中，主要起到造浆、悬岩、保护井壁等作用。但随着全球常规储层的开发殆尽，钻井逐渐钻向地层深部，钻遇温度愈来愈高。常规膨润土不适应于高温地层条件，导致高温下钻井泥浆性能劣化，泥浆漏失严重，侵蚀地层。严重者还将引发卡钻、井眼坍塌、储层垮塌等严重的工程事故，增加钻井的成本与风险，影响周边人民的生活。因而，有必要系统开发膨润土结构并研发适用于高温地层环境条件的膨润土，从本质上改善泥浆性能，保障页岩油气钻采的安全性。 针对上述挑战，本次报告对无机膨润土晶体结构特征进行分子靶向修饰，构建适用于高温地层的膨润土杂化结构，以实现高温下泥浆性能的自修复；利用亚金属离子诱发膨润土活性表面与热响应分子自由基产生可控聚合，构建高温不可逆的强疏水性分子刷，实现高温地层环境下稳定成膜护壁；结合川南区块的地质情况，进行产品应用试验与评估，根据试验反馈结果，进一步完成产品优化与升级。研究成果将进一步促进膨润土矿物加工的深度与应用范围，利于提高钻井泥浆的抗温性，保障深层高温地层能源的安全开采，具有重要的工程和市场价值。

膨润土是以蒙脱石为主的含水天然粘土矿物，膨润土也叫斑脱岩、皂土、膨土岩。 化学成分 膨润土主要由蒙脱石组成，蒙脱石含量在85-90%；与蒙脱石伴生的粘土矿物有伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、水铝英石以及一些间层粘土矿物。伴生的非粘土矿物有石英、长石、沸石、石膏、方解石、黄铁矿等。 蒙脱石化学式为：Al2O3.4SiO2.3H2O；主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水，还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素。 物理性质 膨润土主要有白色、乳酪色、淡灰色、淡黄绿色、肉红色、砖红色、淡红色、褐红色以及黑色、斑杂色等；多呈致密坚硬块状，少数土状，膨胀力强的在露头上呈多孔状或泡沫状；油脂光泽、蜡状光泽或土状光泽；不透明。 硬度2.0~2.5；比重2.0~2.7；熔点1330~1430℃。 膨润土具有吸水膨胀性、黏结性、吸附性、润滑性、催化活性、触变性、可塑性及阳离子交换性能等。根据蒙脱石所含层间可交换性阳离子种类,含量和结晶化学性质等，可将膨润土划分为钠基、钙基、镁基及钙—钠基膨润土等不同类型。 开发应用 膨润土具有良好的物理化学性能，在国际上享有 “ 粘土”的美誉，主要用于铸造砂、钻井泥浆、铁矿球团、土木建筑工程及动物和家禽饲料等，可做净化脱色剂、粘结剂、触变剂、悬浮剂、稳定剂、充填料、催化剂等，广泛用于农业、轻工业及化妆品、药品等领域，是一种用途广泛的天然矿物材料。 机械制造业 膨润土应用于铸造主要作为型砂粘结剂使用。对于高压造型、钢铸件及精密铸件，由于要求熔点高，耐用性好，通常选用钠基膨润土，而轻型铸件多采用钙基膨润土。 在钻井作业中，需要使用泥浆来冷却钻头、清除碎屑、保护井壁及平衡地压，膨润土通常作为泥浆添加剂使用。一般情况下，浅孔使用钙基膨润土，地层复杂时则用钠基膨润土。 膨润土在铁矿球团中主要作为粘结剂使用。 化学品行业 经改性的膨润土及经胺处理的有机膨润土可用于油脂、油漆、油墨等行业作防沉剂、增稠剂； 石油化工、塑料和橡胶工业中的催化剂、填充剂、沥青的乳化剂、洗涤剂、干燥剂、味精生产中的脱色澄清剂以及油脂的脱色剂； 牙膏和药膏的粘合剂； 用于化妆品以及医药行业等。