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近年来,我国高温深井数目的快速增长不仅是对钻井完井等开发技术的挑战,也对压裂技术提出了更高的要求。交联剂作为直接影响压裂液耐温性能的重要添加剂,其体系的选择尤为重要。由于有机硼交联剂不能承受地层高温,普遍适用于120℃以下的中低温储层,因此开发耐温性能更好的有机钛、锆交联剂具有十分重要的意义。本文采用溶胶-凝胶法以钛酸异丙酯为原料合成纳米二氧化钛,以苯甲醇作为溶剂,加入少量水以及水解抑制剂,用单因素实验法优化其合成条件:苯甲醇:去离子水:盐酸（37wt%）=100:3:3（体积比）,钛酸异丙酯浓度0.13 g/mL,反应温度80℃,反应时间60min。用X射线衍射、红外光谱、紫外可见漫反射光谱、zeta电位仪对合成产物进行表征,表明成功合成了锐钛矿相二氧化钛,粒径分布与扫描电子显微镜分析表明纳米二氧化钛呈圆球型,粒径分布较为均匀。该纳米二氧化钛在酸性条件下与羟丙基胍胶发生交联,最佳交联pH值为2,最佳交联剂加量为4%（v/v）,在170 s-1、60℃恒温剪切50min后,冻胶粘度下降到50 mPa·s;用扫描电子显微镜观察冻胶微观形貌,冻胶网状结构松散、交联强度弱。在合成纳米二氧化钛的基础之上,用有机配体对其进行改性,制备了两种改性纳米二氧化钛交联剂,以5wt%的纳米二氧化钛为基准,交联剂LM合成条件优化:加入10 mmol配体PT-1,在60℃下超声反应80min;交联剂YS合成条件优化:加入10mL配体PT-2,在90℃下反应6 h。两种改性纳米二氧化钛交联剂均在碱性条件下与HPG发生交联,最佳交联pH值为10,交联剂LM最佳交联剂加量为8%（v/v）,交联剂YS最佳交联剂加量为4%（v/v）。用哈克旋转流变仪测试并分析了不同交联pH值对冻胶粘弹性的影响,结果表明在交联pH值为10时,冻胶的粘弹性最好,两种交联冻胶均属于中等强度。用扫描电子显微镜分析不同交联剂交联冻胶的网状结构与交联强度;用原子力显微镜对比了无机钛冻胶与交联剂LM冻胶微观形貌。根据石油天然气行业标准《SY/T 5107-200水基压裂液性能评价方法》对两种改性纳米二氧化钛交联剂压裂液体系进行性能评价。用哈克旋转流变仪测试压裂液体系的耐温耐剪切性能,交联剂LM压裂液体系在170 s-1、140℃恒温剪切2 h后粘度维持在50 mPa·s以上,交联剂YS压裂液体系在170 s-1、170℃恒温剪切2h后粘度维持在80 mPa·s左右,耐温耐剪切性能良好;选用过硫酸铵作为破胶剂,两种交联剂压裂液体系均能在一定温度下破胶,体系携砂性能良好,LM压裂液体系对岩心基质渗透率损害率为28.19%,YS压裂液体系对岩心基质渗透率损害率为47.41%。