压裂液在油气田田田开发、开采过程当中取得了大量的应用和发展,是压裂施工的重要工作介质,有着举足轻重的位置,而压裂液稠化剂的研究也越来越突显出了其重要性。但是目前所应用的压裂液稠化剂都或多或少的存在一定的缺陷,如胍胶压裂液破胶后残渣较多,对地层伤害较大,使用化学交联,交联速度快且不可逆,泵注摩阻较高,价格不稳定;清洁压裂液抗温性较差、滤失量较大且成本较高;传统合成聚合物压裂液多使用化学交联进行增粘,抗剪切性较差,并且增大了泵注摩阻,破胶不完全,且破胶残渣不易降解,对地层的伤害较大;疏水缔合聚合物压裂液中聚合物稠化剂溶解速率较慢等。因此本文采用人工合成的方法研制出一种聚合物稠化剂,提出了一种交联方式——电吸引缔合交联,并在此基础上对压裂液体系配方及增粘机理进行了研究。该体系稠化剂为一种中低分子量的阳离子丙烯酰胺聚合物,分子量不高可以使得破胶后残渣较低,对地层伤害程度不高;通过分子间静电吸引进行物理交联,该种交联为可逆交联,具有剪切恢复性,可以降低在泵注过程中的摩阻,并提高了体系的抗剪切性;稠化剂为阳离子聚合物,并在其中引入抗温基团,提高了体系的抗温性;作为稠化剂的丙烯酰胺类聚电解质溶解性良好;此外,其合成工艺简单,原料易得且价格较低,具有突出的优点。因此,可以看出该稠化剂及其压裂液体系可以解决目前压裂液体系所存在的诸多问题。文中以丙烯酰胺为主要原料,二甲基二烯丙基氯化铵为共聚单体制备聚合物稠化剂,通过单因素实验结合正交试验得到了最佳合成条件,并通过测试聚合物稠化剂的溶解速度和增粘效果可以看出聚合物稠化剂具有良好的溶解性和增粘性,对聚合物稠化剂进行红外光谱和核磁共振表征证实了所合成的产物为目标产物。通过配方筛选实验,确定了该压裂液体系的最终配方,根据石油天然气行业标准和相关企业的企业标准对该稠化剂和使用该聚合物稠化剂所配制的压裂液体系进行评价,通过测试发现使用本研究聚合物稠化剂所配制的电吸引自缔合聚合物压裂液体系的性能可以充分满足标准要求,以及压裂施工的条件,并且通过与当前较常用的几种压裂液体系进行对比可以看出本课题所研究体系优点突出,解决了当前压裂施工中在压裂液抗温性和地层伤害性等诸多方面的问题。最后通过对不同表面活性剂加量下聚合物稠化剂溶液的表面张力、Zeta电位和溶液中粒子等效球直径的测试,并与溶液粘度——表面活性剂加量曲线图进行对比,对压裂液体系的增粘机理进行分析。此外,还通过对聚合物稠化剂分子、交联液和破胶液的红外光谱谱图和1H-NMR谱图的对比分析,确定了该体系所使用增粘机理为物理交联而非化学交联。最后根据测试结果,对聚合物稠化剂分子与表面活性剂分子间的电吸引缔合作用进行微观模拟解释,直观的描述了这一增粘过程。