【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及石油開采領域，具體涉及一種聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、目前鉆井液常用頁巖抑制劑有氯化鉀等無機鹽頁巖抑制劑、小陽離子、聚胺等陽離子銨鹽頁巖抑制劑等。
2、《graphene?grafted?with?glucopyranose?as?a?shale?swelling?inhibitor?inwater-based?drilling?mud》(applied?clay?science)中提及的吡喃葡萄糖接枝石墨烯(glu-gr)制備流程復雜、所需原材料多。為了制備吡喃葡萄糖接枝石墨烯，氧化石墨烯納米片最初與socl2反應得到酰氯功能化的氧化石墨烯。隨后，ch2oh封端的吡喃葡萄糖和酰氯官能化的氧化石墨烯通過縮合反應生成最終產物glu-gr。
3、《graphene?grafted?with?polyethyleneimine?for?enhanced?shaleinhibition?in?the?water-based?drilling?fluid》(environmental?nanotechnology,monitoring&management)中提到的聚乙烯亞胺接枝石墨烯(pei-gr)制備流程復雜且時間較長、所需原材料多，還原物質采用過氧化氫；制備最終產物所用溶劑為四氫呋喃，需在催化劑作用下反應2天。
4、以上頁巖抑制劑存在加量大、對環境污染大、抗溫能力弱、降濾失性能和抑制水化性能弱等缺點。因此，需要研制性能更優異的頁巖抑制劑
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了克服現有技術存在的抑制水化性能、降濾失性能和抗溫性能弱等問題，提供一種聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料及其制備方法和應用。
2、為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料，其中，所述復合材料包含：聚乙烯亞胺和具有多官能團的氧化石墨烯；所述氧化石墨烯中含有的羥基和羧基的總含量為4-6wt％；所述聚乙烯亞胺中含有的氨基的氮原子與所述氧化石墨烯中的氧原子之間存在氫鍵。
3、本專利技術第二方面提供一種聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料的制備方法，其中，包括：
4、(1)將單層石墨和氧化劑進行氧化反應，得到的產物再與還原劑進行還原反應，得到氧化石墨烯；
5、(2)將所述氧化石墨烯和聚乙烯亞胺進行反應，得到所述復合材料；
6、其中，所述還原劑與單層石墨的質量比為1-1.5：100。
7、本專利技術第三方面提供一種所述的制備方法得到的聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料。
8、本專利技術第四方面提供一種所述的聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料作為水基鉆井液頁巖抑制劑的應用。
9、通過上述技術方案，本專利技術提供的聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料在作為水基鉆井液頁巖抑制劑時具有優異的抑制水化性能、降濾失性能和抗溫性能。
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1.一種聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料，其特征在于，所述復合材料包含：聚乙烯亞胺和具有多官能團的氧化石墨烯；所述氧化石墨烯中含有的羥基和羧基的總含量為4-6wt％；所述聚乙烯亞胺中含有的氨基的氮原子與所述氧化石墨烯中的氧原子之間存在氫鍵。
2.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述聚乙烯亞胺的重均分子量為5000-15000g/mol；
3.根據權利要求1或2所述的復合材料，其特征在于，所述復合材料中，所述聚乙烯亞胺和氧化石墨烯的質量比為2-10：1，優選為9-10:1。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的復合材料，其特征在于，濃度為0.4wt％的復合材料將膨潤土吸水水化引起的膨脹高度降低50-55％。
5.一種聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括：
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，其中，在步驟(1)中，進行氧化反應前，先將石墨與濃硫酸進行剝離，得到單層石墨；
7.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述反應的溫度為60-80℃，所述
8.根據權利要求5-7中任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯亞胺和氧化石墨烯的質量比為2-10：1，優選為9-10:1；
9.一種權利要求5-8中任意一項所述的制備方法得到的聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料。
10.一種權利要求1-4和9中任意一項所述的聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料作為水基鉆井液頁巖抑制劑的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種聚乙烯亞胺改性氧化石墨烯復合材料，其特征在于，所述復合材料包含：聚乙烯亞胺和具有多官能團的氧化石墨烯；所述氧化石墨烯中含有的羥基和羧基的總含量為4-6wt％；所述聚乙烯亞胺中含有的氨基的氮原子與所述氧化石墨烯中的氧原子之間存在氫鍵。
2.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述聚乙烯亞胺的重均分子量為5000-15000g/mol；
3.根據權利要求1或2所述的復合材料，其特征在于，所述復合材料中，所述聚乙烯亞胺和氧化石墨烯的質量比為2-10：1，優選為9-10:1。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的復合材料，其特征在于，濃度為0.4wt％的復合材料將膨潤土吸水水化引起的膨脹高度降低50-55％。
5.一種聚乙烯亞胺...
【專利技術屬性】
技術研發人員：尹慧博，陳武君，朱和明，薛占峰，吳晉霞，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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