超临界二氧化碳（Sc-CO2）用于压裂改造时,具有独特的优势,然而Sc-CO2黏度很低,携砂能力差,地层中滤失速度快,难以在非常规油气层中应用。本文从分子设计角度出发,设计合成了三种含氟的Sc-CO2增稠剂,用来增稠Sc-CO2。本文通过研究含氟化合物与CO2的作用机理,利用乙醇胺、丝氨醇、三羟基氨基甲烷、全氟辛基乙醇等作为反应物,制备了单链、双链、三链三种增稠剂。首先利用二碳酸二叔丁酯保护氨基;利用全氟辛基乙醇和对甲苯磺酰氯发生酯化反应,生成对甲苯磺酸酯;用前两步反应的产物进行成醚反应,引入亲CO2的含氟链段以提高溶解性。以上反应都通过正交实验优化了合成条件,并用FIIR对产物的结构进行了表征。最后,将第三步产物在酸性条件下脱去Boc保护基团后,与1,6-己二异氰酸酯反应,得到最终产物。利用FTIR和1H-NMR对最终产物的结构进行了表征,确定合成了目标产物。对合成的增稠剂进行了热稳定性、耐水解性、Sc-CO2中溶解性和增稠性能进行了评价。热分析结果表明:单链、双链、三链三种增稠剂的分解温度分别为296℃、308℃、316℃,三种增稠剂都具有良好的热稳定性。耐水解测试表明:三种增稠剂都具有良好的耐水解性能。测量了三种增稠剂在Sc-CO2中的实验溶解度,并运用Chrastil公式对三种增稠剂的溶解度进行了线性拟合,计算得到了理论溶解度。通过相对偏差值公式评估了实验值与理论值度的相对误差,单链、双链、三链增稠剂的相对偏差分别为12.40%、6.85%、6.3%,拟合程度较好。在实验在温度308 K、压力8 MPa的条件下,研究了增稠剂加量对体系黏度的影响,考虑成本问题,确定三种增稠剂的最佳加入量都为3.5 wt%。将体系黏度分别提升至17.2 mPa.s、22.0 mPa.s、26.0 mPa.s,相比纯Sc-CO2黏度分别提高了约430、550、650倍。同时分析了含氟增稠剂的增稠机理,探究了温度、压力以及剪切速率对体系黏度的影响。最后探究了三种增稠剂对岩心的伤害实验,结果表明:单链、双链、三链增稠剂对岩心的伤害率分别为3.06%、2.64%、2.17%,远远低于压裂液岩心伤害标准要求的25%。本文通过理论研究、合成实验、性能评价分析了含氟化合物用于增稠Sc-CO2的可行性,合成的三种增稠剂具有优良的性能,为Sc-CO2增稠剂的设计提供了新思路。