本论文研究了有机蒙脱石、有机坡缕石和有机海泡石在油基钻井液体系中的流变性能和调控机制,从矿物结构、矿物化学以及界面反应的角度探索了有机黏土在油基钻井液中流变性的制约机理。有机蒙脱石在油基体系中的结构变化主要经过分散、膨胀和剥离三个阶段在油基体系中形成“卡房式”网络结构。有机改性剂性质、用量以及温度影响有机蒙脱石在油基钻井液中的网络结构的形成机制和强度,并以此制约油基钻井液的流变性能。有机改性剂通过阳离子交换反应插入蒙脱石层间,并增大蒙脱石的层间距。改性剂的极性越低、分子越大、用量越多,制备出的有机蒙脱石层间距越大、亲油性越好,在油基钻井液中的流变性能越突出。老化温度的升高促进了有机蒙脱石在油基体系中的膨胀或剥离程度,进而提升了油基钻井液的流变性能。但是,180℃以上的高温将降低有机蒙脱石在油基钻井液中的流变性。有机蒙脱石在油基钻井液中的热稳定性受有机改性剂脱附和热分解的双重影响。有机改性剂通过阳离子交换反应和物理作用吸附于坡缕石和海泡石矿物表面,进而改善黏土矿物与油的相容性。有机坡缕石(有机海泡石)的纳米纤维或晶束在油基体系中通过分散、搭接而形成无序的三维网络结构,从而提升油基钻井液的流变性。纳米纤维之间的摩擦力制约网络结构的强度。有机分子与矿物的表面的纳米孔道结构的界面作用是制约有机坡缕石(有机海泡石)流变性的重要因素。有机分子插入矿物的纳米通道或者表面凹槽显著提升其流变性和热稳定性。由于坡缕石和海泡石的纳米通道尺寸差异,两者对有机改性剂的选择也不同。以质量比为1:1有机蒙脱石和有机坡缕石(或有机海泡)组成的复合有机黏土石在油基钻井液中的流变性和热稳定性显著优于单独的有机黏土。这是由于剥离后的有机蒙脱石纳米片和分散的有机坡缕石(有机海泡石)纳米纤维在油中分散和搭接,提高了网络结构强度和稳定性,从而提高了油基钻井液的流变性和热稳定性。