CN105567178A - 一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法 - Google Patents

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CN105567178A CN201610062526.1A CN201610062526A CN105567178A CN 105567178 A CN105567178 A CN 105567178A CN 201610062526 A CN201610062526 A CN 201610062526A CN 105567178 A CN105567178 A CN 105567178A
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黄裕航
罗鹏
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Abstract

本发明公开了一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，包括以下步骤：a）将表面活性剂和消泡剂溶解于乙醇-水溶液中；b）在搅拌下，将超微石墨和石墨烯加入到步骤a）得到的溶液中充分混合；c）用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；d）用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂。本发明所述方法制备的润滑剂，通过加入石墨烯，石墨烯与超微石墨协同作用不仅能有效提升钻井液的流变性，石墨烯在钻井液中能形成很强的网状结构，网状结构吸附井壁有效降低滤失量，有利于井壁稳定；网状结构吸附在钻头和钻具上减少磨损；石墨烯网状结构的强度高，提升了钻井液携带、悬浮钻屑的能力。

Description

一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种钻井液用润滑剂，具体涉及一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法。
背景技术
随着水平井、大斜度井及大位移井技术的不断发展，钻井施工对钻井液的润滑性要求越来越高。液体润滑剂和固体润滑剂均能提高钻井液的润滑性，其中固体润滑材料有塑料小球、玻璃微珠、石墨等。玻璃微珠和塑料小球可在接触面之间滚动以减少摩擦，石墨的片层结构和自润滑性可以更好的降低滑动摩擦系数，这些固体润滑材料能够使钻杆和套管、钻杆和井壁的接触面之间产生物理分离，不但能够降低摩擦系数，而且能够降低金属的磨损，是近年来发展较快的一种钻井液润滑材料。
润滑剂的组分和制备工艺是影响润滑剂使用性能的两大因素，现有的润滑剂的制备工艺通常是采用石墨、表面润滑剂和消泡剂在乙醇水溶液中混合后再干燥制备得到润滑剂，通过上述方法制备的润滑剂的滤失量大、钻井液网状结构强度低，导致井壁稳定性差、井底不易清洁。
发明内容
本发明目的在于提供一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，解决现有制备方法导致的润滑剂的滤失量大、润滑性差问题，通过本发明制备的润滑剂在应用过程中能够提高井壁稳定性、提高钻井液网状结构强度。
本发明通过下述技术方案实现：
一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
a）、将表面活性剂和消泡剂溶解于乙醇-水溶液中；
b）、在搅拌下，将超微石墨和石墨烯加入到步骤a）得到的溶液中充分混合；
c）、用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；
d）、用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂。
现有的润滑剂的制备工艺通常是采用石墨、表面润滑剂和消泡剂在乙醇水溶液中混合后再干燥制备得到润滑剂，通过上述方法制备的润滑剂的滤失量大、润滑性差、钻井液网状结构强度低，导致井壁稳定性差、井底不易清洁。
本发明原料采用石墨烯、超微石墨、表面活性剂和消泡剂；并在原料混合后采用超声波设备进行分散处理，有利于将石墨烯和超微石墨分散均匀，起到更好的润滑效果；干燥步骤采用真空冷冻干燥，不仅能够快速将润滑剂干燥，而且不会损伤石墨烯和超微石墨的使用性能。
其中，所述石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，其能够在钻井液中形成很强的网状结构，提高钻井液网状结构的强度，能够提升了钻井液携带、悬浮钻屑的能力；有利于保护钻具和钻头，提高其使用寿命，能够有效降低钻井液的滤失量。
其中，所述超微石墨的片层结构和自润滑性可降低滑动摩擦系数，能够有效提高钻井液的流变性。
其中，所述表面活性剂在制备上述润滑剂的过程中，能够改变体系内的界面状态，有效提高石墨烯、超微石墨在溶剂中的分散度，提高制备的润滑剂的均匀性。
其中，所述消泡剂在制备润滑剂的过程中，能够有效的消除制备过程中产生的气泡，提高各个组分之间混合的均匀性，进而提高制备的润滑剂的均匀性，提高润滑剂的使用性能。
申请人对通过本发明所述方法制备的润滑剂进行多次试验发现：本发明所述范围的润滑剂能够有效的提高钻井液的流变性及降低润滑系数；提高了钻井液网状结构的强度，进而保护了钻具和钻头提高，提高了钻具和钻头的使用寿命；有效降低了滤失量，提高了井壁的稳定性。
本发明所制备的润滑剂的润滑系数在0.12Kf以下，滤失量可控制在3.0mL以下，成本在8000元/吨以下。
此外，本发明所制备的润滑剂为固体润滑剂，不含矿物油，区别于其他油基润滑剂，环境无污染；石墨烯润滑剂降失水基理在于形成了一层纳米级的封堵性薄膜，该薄膜用于改善钻井液泥饼质量，从而达到降低钻井液失水的目的，降低钻井液中自由水向地层中的渗透，避免水敏性油气储存地层受到污染，对保护油气层有很好的作用。
进一步地，所述超微石墨通过精细研磨制成。
进一步地，石墨烯通过超微石墨采用超声剥离设备制成或通过超微石墨氧化制备成氧化石墨，氧化石墨再通过超声波剥离制备为氧化石墨烯，氧化石墨烯通过还原制成。
进一步地，石墨烯、超微石墨、表面活性剂和消泡剂的重量份分别为：3～50重量份、20～60重量份、10～45重量份和8～15重量份。
优选地：10～40重量份石墨烯，30～50重量份超微石墨，15～40重量份表面活性剂。
进一步优选地：30～40重量份石墨烯，30～40重量份超微石墨，20～30重量份表面活性剂。
进一步地，表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、油酸、油酸钾、油酸钠、石油磺酸钠、司盘20、司盘80中、盐酸盐、乙酸盐、烷基硫酸盐和烷基磷酸盐的一种或多种。
进一步地，消泡剂为甲基硅油、聚醚、白油中的一种或多种。
进一步地，石墨烯为石墨烯粉剂。
进一步地，超微石墨为普通超微石墨或改性超微石墨。
进一步地，改性超微石墨为氧化超微石墨、可膨胀超微石墨和膨胀超微石墨中的一种或多种。
进一步地，真空冷冻干燥的步骤为：
e）、将通过步骤c）得到的溶液放置在真空冷冻干燥箱中，设定温度为1～5℃，保温20～30分钟；
f）、步骤e）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为-40℃～-50℃，保温2～3小时；
g）、步骤f）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为30℃～40℃，保持3～4小时。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，该方法通过在制备过程中加入石墨烯作为原料，再配合本发明所述的工艺步骤，使得制备的润滑剂在应用于钻井液时，石墨烯与超微石墨协同作用不仅能有效提升钻井液的流变性，而且，石墨烯在钻井液中能形成很强的网状结构，网状结构吸附井壁有效降低滤失量，有利于井壁稳定；网状结构吸附在钻头和钻具上减少磨损，增长钻头和钻具使用寿命；石墨烯网状结构的强度高，提升了钻井液携带、悬浮钻屑的能力，从而达到更好清洁井底的目的。
2、石墨烯润滑剂在钻井过程中产生一层纳米薄膜，该薄膜能够改善钻井液泥饼质量，从而达到降低钻井液失水的目的，进而降低钻井液中自由水向地层中的渗透，避免水敏性油气储存地层受到污染，对保护油气层有很好的作用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
a）、将10重量份十六烷基三甲基溴化铵和8重量份甲基硅油溶解于30重量份乙醇-水溶液中，所述乙醇-水溶液中乙醇和水的比例为1:1；
b）、在搅拌下，将20重量份普通超微石墨和3重量份石墨烯粉剂加入到步骤a）得到的溶液中充分混合，所述普通超微石墨过精细研磨制成，所述石墨烯通过超微石墨采用超声剥离设备制成；
c）、用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；
d）、用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂；所述真空冷冻干燥的步骤为：
e）、将通过步骤c）得到的溶液放置在真空冷冻干燥箱中，设定温度为1℃，保温20分钟；
f）、步骤e）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为-40℃，保温2小时；
g）、步骤f）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为30℃，保持3小时。
实施例2：
一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
a）、将45重量份石油磺酸钠和15重量份聚醚溶解于40重量份乙醇-水溶液中，所述乙醇-水溶液中乙醇和水的比例为2:1；
b）、在搅拌下，将60重量份氧化超微石墨和50重量份石墨烯粉剂加入到步骤a）得到的溶液中充分混合，所述氧化超微石墨过精细研磨制成，所述石墨烯通过超微石墨氧化制备成氧化石墨，氧化石墨再通过超声波剥离制备为氧化石墨烯，氧化石墨烯通过还原制成；
c）、用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；
d）、用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂；所述真空冷冻干燥的步骤为：
e）、将通过步骤c）得到的溶液放置在真空冷冻干燥箱中，设定温度为5℃，保温30分钟；
f）、步骤e）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为-50℃，保温3小时；
g）、步骤f）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为40℃，保持4小时。
实施例3：
一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
a）、将15重量份司盘80和10重量份白油溶解于30重量份乙醇-水溶液中，所述乙醇-水溶液中乙醇和水的比例为2:1；
b）、在搅拌下，将30重量份可膨胀超微石墨和10重量份石墨烯粉剂加入到步骤a）得到的溶液中充分混合，所述可膨胀超微石墨过精细研磨制成，所述石墨烯通过超微石墨采用超声剥离设备制成；
c）、用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；
d）、用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂；所述真空冷冻干燥的步骤为：
e）、将通过步骤c）得到的溶液放置在真空冷冻干燥箱中，设定温度为3℃，保温25分钟；
f）、步骤e）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为-45℃，保温2小时；
g）、步骤f）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为35℃，保持3小时。
实施例4：
一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
a）、将40重量份烷基硫酸钠和12重量份聚醚溶解于50重量份乙醇-水溶液中，所述乙醇-水溶液中乙醇和水的比例为3:1；
b）、在搅拌下，将50重量份膨胀超微石墨和40重量份石墨烯粉剂加入到步骤a）得到的溶液中充分混合，所述膨胀超微石墨过精细研磨制成，所述石墨烯通过超微石墨氧化制备成氧化石墨，氧化石墨再通过超声波剥离制备为氧化石墨烯，氧化石墨烯通过还原制成；
c）、用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；
d）、用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂；所述真空冷冻干燥的步骤为：
e）、将通过步骤c）得到的溶液放置在真空冷冻干燥箱中，设定温度为5℃，保温30分钟；
f）、步骤e）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为-50℃，保温3小时；
g）、步骤f）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为40℃，保持4小时。
实施例5：
一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
a）、将35重量份烷基磷酸钾和10重量份甲基硅油溶解于35重量份乙醇-水溶液中，所述乙醇-水溶液中乙醇和水的比例为2:1；
b）、在搅拌下，将30重量份膨胀超微石墨和30重量份石墨烯粉剂加入到步骤a）得到的溶液中充分混合，所述膨胀超微石墨过精细研磨制成，所述石墨烯通过超微石墨采用超声剥离设备制成；
c）、用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；
d）、用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂；所述真空冷冻干燥的步骤为：
e）、将通过步骤c）得到的溶液放置在真空冷冻干燥箱中，设定温度为1℃，保温20分钟；
f）、步骤e）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为-40℃，保温2小时；
g）、步骤f）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为30℃，保持3小时。
实施例6：
一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
a）、将30重量份油酸钾和15重量份聚醚溶解于45重量份乙醇-水溶液中，所述乙醇-水溶液中乙醇和水的比例为3:1；
b）、在搅拌下，将40重量份膨胀超微石墨和40重量份石墨烯粉剂加入到步骤a）得到的溶液中充分混合，所述膨胀超微石墨过精细研磨制成，所述石墨烯通过超微石墨氧化制备成氧化石墨，氧化石墨再通过超声波剥离制备为氧化石墨烯，氧化石墨烯通过还原制成；
c）、用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；
d）、用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂；所述真空冷冻干燥的步骤为：
e）、将通过步骤c）得到的溶液放置在真空冷冻干燥箱中，设定温度为5℃，保温30分钟；
f）、步骤e）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为-50℃，保温3小时；
g）、步骤f）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为40℃，保持4小时。
实施例7：
一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
a）、将25重量份司盘80和10重量份白油溶解于30重量份乙醇-水溶液中，所述乙醇-水溶液中乙醇和水的比例为2:1；
b）、在搅拌下，将30重量份可膨胀超微石墨和25重量份石墨烯粉剂加入到步骤a）得到的溶液中充分混合，所述可膨胀超微石墨过精细研磨制成，所述石墨烯通过超微石墨采用超声剥离设备制成；
c）、用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；
d）、用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂；所述真空冷冻干燥的步骤为：
e）、将通过步骤c）得到的溶液放置在真空冷冻干燥箱中，设定温度为1℃，保温20分钟；
f）、步骤e）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为-40℃，保温2小时；
g）、步骤f）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为30℃，保持3小时。
实施例8：
一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
a）、将45重量份油酸钠和12重量份聚醚溶解于45重量份乙醇-水溶液中，所述乙醇-水溶液中乙醇和水的比例为3:1；
b）、在搅拌下，将50重量份膨胀超微石墨和45重量份石墨烯粉剂加入到步骤a）得到的溶液中充分混合，所述膨胀超微石墨过精细研磨制成，所述石墨烯通过超微石墨氧化制备成氧化石墨，氧化石墨再通过超声波剥离制备为氧化石墨烯，氧化石墨烯通过还原制成；
c）、用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；
d）、用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂；所述真空冷冻干燥的步骤为：
e）、将通过步骤c）得到的溶液放置在真空冷冻干燥箱中，设定温度为5℃，保温30分钟；
f）、步骤e）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为-50℃，保温3小时；
g）、步骤f）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为40℃，保持4小时。
为了验证本发明所述制备方法制备的润滑剂的应用效果，将本发明所制备的润滑剂应用与钻井工程中，将实施例1-实施例8制备的润滑剂应用于同一地区的石油钻井，对实施例1-实施例8所制备润滑剂的润滑性、中压滤失量、密度、表观粘度以及塑性粘度进行测定；同时对钻井液基浆进行测定，测定结果如表1所示：
表1
密度（g/cm3） 表观粘度(mPa.s) 塑性粘度(mPa.s) 中压滤失量(mL) 极压润滑系数(Kf)
2.0g/cm3钻井液基浆 2.00 52 39 5.6 0.199
2.0g/cm3钻井液基浆+2%实施列1样品 2.01 53 39 2.8 0.117
2.0g/cm3钻井液基浆+2%实施列2样品 2.01 55 35 1.8 0.05
2.0g/cm3钻井液基浆+2%实施列3样品 2.01 54 39 2.2 0.08
2.0g/cm3钻井液基浆+2%实施列4样品 2.01 54 37 1.8 0.06
2.0g/cm3钻井液基浆+2%实施列5样品 2.01 54 38 2.0 0.07
2.0g/cm3钻井液基浆+2%实施列6样品 2.01 53 36 1.8 0.06
2.0g/cm3钻井液基浆+2%实施列7样品 2.01 54 39 2.0 0.07
2.0g/cm3钻井液基浆+2%实施列8样品 2.01 55 37 1.8 0.05
由表1得出：
加入了实施例1-实施例8所制备润滑剂的样品与钻井液基浆相比：中压滤失量降低了2.8mL-3.8mL，中压滤失量降低率为50%-68%；极压润滑系数降低了0.082-0.149Kf，极压润滑系数降低率为41%-75%；而密度、表观粘度、塑性粘度基本没有变化。中压滤失量是体现井壁稳定性的指标，中压滤失量越低，井壁稳定性越好；极压润滑系数是评价润滑剂的指标，极压润滑系数越低润滑剂的润滑性越好即润滑剂的流变性越好。
其中，使用实施例1所制备钻井液的样品与钻井液基浆相比：极压润滑系数降低了0.082Kf，降低率为41%；中压滤失量减少了2.8mL，降低率为50%；钻井液结构强度（动切力）由13Pa增加至14Pa，井底清洁能力提高了，而密度、表观粘度和塑性粘度基本不变。
其中，使用实施例2所制备钻井液的样品与钻井液基浆相比：极压润滑系数降低了0.149Kf，降低率为75%；中压滤失量减少了3.8mL，降低率68%；钻井液结构强度（动切力）由13Pa增加至20Pa，井底清洁能力提高了，而密度、表观粘度和塑性粘度基本不变。
其中，使用实施例3所制备钻井液的样品与钻井液基浆相比：极压润滑系数降低了0.119Kf，降低率为60%；中压滤失量减少了3.4mL，降低率为61%；钻井液结构强度（动切力）由13Pa增加至15Pa，井底清洁能力提高了，而密度、表观粘度和塑性粘度基本不变。
其中，使用实施例4所制备钻井液的样品与钻井液基浆相比：极压润滑系数降低了0.139Kf，降低率为70%；中压滤失量减少了3.8mL，降低率为68%；钻井液结构强度（动切力）由13Pa增加至17Pa，井底清洁能力提高了，而密度、表观粘度和塑性粘度基本不变。
其中，使用实施例5所制备钻井液的样品与钻井液基浆相比：极压润滑系数降低了0.129Kf，降低率为65%；中压滤失量减少了3.6mL，降低率为64%；钻井液结构强度（动切力）由13Pa增加至16Pa，井底清洁能力提高了，而密度、表观粘度和塑性粘度基本不变。
其中，使用实施例6所制备钻井液的样品与钻井液基浆相比：极压润滑系数降低了0.139Kf，降低率为70%；中压滤失量减少了3.8mL，降低率为68%；钻井液结构强度（动切力）由13Pa增加至17Pa，井底清洁能力提高了，而密度、表观粘度和塑性粘度基本不变。
其中，使用实施例7所制备钻井液的样品与钻井液基浆相比：极压润滑系数降低了0.129Kf，降低率为65%；中压滤失量减少了3.6mL，降低率为64%；钻井液结构强度（动切力）由13Pa增加至15Pa，井底清洁能力提高了，而密度、表观粘度和塑性粘度基本不变。
其中，使用实施例8所制备钻井液的样品与钻井液基浆相比：极压润滑系数降低了0.149Kf，降低率为75%；中压滤失量减少了3.8mL，降低率为68%；钻井液结构强度（动切力）由13Pa增加至18Pa，井底清洁能力提高了，而密度、表观粘度和塑性粘度基本不变。
同时对油井井底进行检测：使用加入了实施例1-实施例8所制备润滑剂的样品的井底的洁净程度明显高于使用钻井液基浆的井底，这是由于加入了石墨烯的润滑剂能够提高润滑剂网状结构的稳定性，进而提高了井底的洁净度。
综上所述：本发明提供了一种组分少、润滑性好、降低钻井液滤失量、提高钻井液网状结构强度的钻井液用石墨烯润滑剂，解决了现有润滑剂成本高、井底不易清洁的问题。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）、将表面活性剂和消泡剂溶解于乙醇-水溶液中；
b）、在搅拌下，将超微石墨和石墨烯加入到步骤a）得到的溶液中充分混合；
c）、用超声波设备对步骤b）得到的混合溶液进行分散处理；
d）、用真空冷冻干燥对步骤c）得到的溶液进行干燥处理得到石墨烯润滑剂。
2.根据权利要求1所述的一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，其特征在于，所述超微石墨通过精细研磨制成。
3.根据权利要求1所述的一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，其特征在于，所述石墨烯通过超微石墨采用超声剥离设备制成或通过超微石墨氧化制备成氧化石墨，氧化石墨再通过超声波剥离制备为氧化石墨烯，氧化石墨烯通过还原制成。
4.根据权利要求1所述的一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，其特征在于，所述石墨烯、超微石墨、表面活性剂和消泡剂的重量份分别为：3～50重量份、20～60重量份、10～45重量份和8～15重量份。
5.根据权利要求1所述的一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、油酸、油酸钾、油酸钠、石油磺酸钠、司盘20、司盘80中、盐酸盐、乙酸盐、烷基硫酸盐和烷基磷酸盐的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为甲基硅油、聚醚、白油中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，其特征在于，所述石墨烯为石墨烯粉剂。
8.根据权利要求1所述的一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，其特征在于，所述超微石墨为普通超微石墨或改性超微石墨。
9.根据权利要求8所述的一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，其特征在于，所述改性超微石墨为氧化超微石墨、可膨胀超微石墨和膨胀超微石墨中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的一种钻井液用石墨烯润滑剂的制备方法，其特征在于，所述真空冷冻干燥的步骤为：
e）、将通过步骤c）得到的溶液放置在真空冷冻干燥箱中，设定温度为1～5℃，保温20～30分钟；
f）、步骤e）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为-40℃～-50℃，保温2～3小时；
g）、步骤f）后将真空冷冻干燥箱的温度调节为30℃～40℃，保持3～4小时。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107573911A (zh) * 2017-09-20 2018-01-12 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 一种高性能水基钻井液配方
CN108048050A (zh) * 2017-07-10 2018-05-18 青岛远大润烯科技有限公司 一种石墨润滑剂及其制备方法
CN108239522A (zh) * 2016-12-27 2018-07-03 中国石油化工股份有限公司 一种钻井液用微纳米封堵润滑剂及制备方法
CN109666460A (zh) * 2017-10-13 2019-04-23 中国石油化工股份有限公司 水基钻井液用颗粒稳定纳米乳液润滑剂及其制备方法
CN110066645A (zh) * 2018-01-22 2019-07-30 中国石油化工股份有限公司 一种钻井液润滑剂及其制备方法
CN111119800A (zh) * 2020-03-03 2020-05-08 付万春 石墨烯和热碳开采可燃冰的系统及开采方法
CN112226215A (zh) * 2019-07-15 2021-01-15 中石化石油工程技术服务有限公司 钻井液用润滑防塌剂
CN112877042A (zh) * 2021-02-01 2021-06-01 扬州润达油田化学剂有限公司 一种改性多孔的绿色环保粉末消泡剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102015958A (zh) * 2008-01-08 2011-04-13 威廉马歇莱思大学 石墨烯组合物以及源自该组合物的钻井液
CN103298905A (zh) * 2010-10-06 2013-09-11 M-I有限公司 用于页岩稳定化的石墨烯基材料及使用方法
CN103980866A (zh) * 2013-02-08 2014-08-13 中国石油化工股份有限公司 一种钻井液用石墨润滑剂及其制备方法
WO2015076813A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-28 Halliburton Energy Services, Inc. Friction and wear reduction of downhole tubulars using graphene

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102015958A (zh) * 2008-01-08 2011-04-13 威廉马歇莱思大学 石墨烯组合物以及源自该组合物的钻井液
CN103298905A (zh) * 2010-10-06 2013-09-11 M-I有限公司 用于页岩稳定化的石墨烯基材料及使用方法
CN103980866A (zh) * 2013-02-08 2014-08-13 中国石油化工股份有限公司 一种钻井液用石墨润滑剂及其制备方法
WO2015076813A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-28 Halliburton Energy Services, Inc. Friction and wear reduction of downhole tubulars using graphene

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108239522A (zh) * 2016-12-27 2018-07-03 中国石油化工股份有限公司 一种钻井液用微纳米封堵润滑剂及制备方法
CN108239522B (zh) * 2016-12-27 2021-03-16 中国石油化工股份有限公司 一种钻井液用微纳米封堵润滑剂及制备方法
CN108048050A (zh) * 2017-07-10 2018-05-18 青岛远大润烯科技有限公司 一种石墨润滑剂及其制备方法
CN107573911A (zh) * 2017-09-20 2018-01-12 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 一种高性能水基钻井液配方
CN107573911B (zh) * 2017-09-20 2019-11-08 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 一种高性能水基钻井液配方
CN109666460A (zh) * 2017-10-13 2019-04-23 中国石油化工股份有限公司 水基钻井液用颗粒稳定纳米乳液润滑剂及其制备方法
CN110066645A (zh) * 2018-01-22 2019-07-30 中国石油化工股份有限公司 一种钻井液润滑剂及其制备方法
CN112226215A (zh) * 2019-07-15 2021-01-15 中石化石油工程技术服务有限公司 钻井液用润滑防塌剂
CN111119800A (zh) * 2020-03-03 2020-05-08 付万春 石墨烯和热碳开采可燃冰的系统及开采方法
CN112877042A (zh) * 2021-02-01 2021-06-01 扬州润达油田化学剂有限公司 一种改性多孔的绿色环保粉末消泡剂及其制备方法

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