【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油开采领域，具体涉及一种聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前钻井液常用页岩抑制剂有氯化钾等无机盐页岩抑制剂、小阳离子、聚胺等阳离子铵盐页岩抑制剂等。
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)制备流程复杂、所需原材料多。为了制备吡喃葡萄糖接枝石墨烯，氧化石墨烯纳米片最初与socl2反应得到酰氯功能化的氧化石墨烯。随后，ch2oh封端的吡喃葡萄糖和酰氯官能化的氧化石墨烯通过缩合反应生成最终产物glu-gr。
3、《graphene grafted with polyethyleneimine for enhanced shaleinhibition in the water-based drilling fluid》(environmental nanotechnology,monitoring&management)中提到的聚乙烯亚胺接枝石墨烯(pei-gr)制备流程复杂且时间较长、所需原材料多，还原物质采用过氧化氢；制备最终产物所用溶剂为四氢呋喃，需在催化剂作用下反应2天。
4、以上页岩抑制剂存在加量大、对环境污染大、抗温能力弱、降滤失性能和抑制水化性能弱等缺点。因此，需要研制性能更优异的页岩抑制剂
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的抑制水化性能、降滤失性能和抗温性能弱等问题，提供一种聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料，其中，所述复合材料包含：聚乙烯亚胺和具有多官能团的氧化石墨烯；所述氧化石墨烯中含有的羟基和羧基的总含量为4-6wt％；所述聚乙烯亚胺中含有的氨基的氮原子与所述氧化石墨烯中的氧原子之间存在氢键。
3、本专利技术第二方面提供一种聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料的制备方法，其中，包括：
4、(1)将单层石墨和氧化剂进行氧化反应，得到的产物再与还原剂进行还原反应，得到氧化石墨烯；
5、(2)将所述氧化石墨烯和聚乙烯亚胺进行反应，得到所述复合材料；
6、其中，所述还原剂与单层石墨的质量比为1-1.5：100。
7、本专利技术第三方面提供一种所述的制备方法得到的聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料。
8、本专利技术第四方面提供一种所述的聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料作为水基钻井液页岩抑制剂的应用。
9、通过上述技术方案，本专利技术提供的聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料在作为水基钻井液页岩抑制剂时具有优异的抑制水化性能、降滤失性能和抗温性能。
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1.一种聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料，其特征在于，所述复合材料包含：聚乙烯亚胺和具有多官能团的氧化石墨烯；所述氧化石墨烯中含有的羟基和羧基的总含量为4-6wt％；所述聚乙烯亚胺中含有的氨基的氮原子与所述氧化石墨烯中的氧原子之间存在氢键。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚乙烯亚胺的重均分子量为5000-15000g/mol；
3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中，所述聚乙烯亚胺和氧化石墨烯的质量比为2-10：1，优选为9-10:1。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的复合材料，其特征在于，浓度为0.4wt％的复合材料将膨润土吸水水化引起的膨胀高度降低50-55％。
5.一种聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，其中，在步骤(1)中，进行氧化反应前，先将石墨与浓硫酸进行剥离，得到单层石墨；
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应的温度为60-80℃，所述
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯亚胺和氧化石墨烯的质量比为2-10：1，优选为9-10:1；
9.一种权利要求5-8中任意一项所述的制备方法得到的聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料。
10.一种权利要求1-4和9中任意一项所述的聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料作为水基钻井液页岩抑制剂的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯复合材料，其特征在于，所述复合材料包含：聚乙烯亚胺和具有多官能团的氧化石墨烯；所述氧化石墨烯中含有的羟基和羧基的总含量为4-6wt％；所述聚乙烯亚胺中含有的氨基的氮原子与所述氧化石墨烯中的氧原子之间存在氢键。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚乙烯亚胺的重均分子量为5000-15000g/mol；
3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中，所述聚乙烯亚胺和氧化石墨烯的质量比为2-10：1，优选为9-10:1。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的复合材料，其特征在于，浓度为0.4wt％的复合材料将膨润土吸水水化引起的膨胀高度降低50-55％。
5.一种聚乙烯亚胺...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹慧博，陈武君，朱和明，薛占峰，吴晋霞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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