我国目前主要利用水力压裂手段来开发低渗和超低渗油气田,压裂施工用的水力压裂液性能至关重要。传统的压裂用交联剂存在自身用量大、稠化剂用量大、在强碱性条件下才能满足使用要求的缺点,不仅增加了施工成本,还会使储层的导流能力降低,并且由于较高的p H使用环境,导致施工管线容易结垢,碱敏地层无法使用,因此需要研制一种高效低伤害的压裂用交联剂。近些年,相关研究人员将纳米材料应用于油田开发中,利用纳米材料的特殊性质与油田开发使用的材料相结合,从而增强现有材料的性能。本文通过硫酸水解微晶纤维素的方法成功制备了纳米微晶纤维素,选用性能较好的有机硼交联剂与纳米微晶纤维素结合,采用“一锅法”制备出纳米纤维素交联剂。此外,根据纳米纤维素交联剂的原理,采用氧化石墨烯颗粒与有机硼结合,并利用“两步法”成功制备出氧化石墨烯交联剂。通过FTIR、XRD、TEM、SEM等方法对纳米交联剂进行了研究,研究了纳米交联剂本身以及纳米交联剂形成的交联压裂液的性能,探讨了纳米交联剂的作用机理并就纳米交联压裂液对地层的伤害进行了研究。研究结果表明,表面改性不会改变纳米颗粒的晶型;纳米纤维素交联剂（NBC）在中性条件下可以交联胍胶压裂液并形成可以调挂的冻胶,氧化石墨烯交联剂（GOB）和有机硼交联剂（OBC）则不能在中性条件下很好的交联调挂;流变分析结果表明,NBC交联压裂液的耐温性能可以达到160℃,GOB交联压裂液的耐温性能可以达到130℃,然而OBC冻胶在0.5 wt.%的胍胶基液形成的冻胶最高耐温性能为120℃;这表明纳米交联剂可以降低胍胶用量并能改善交联压裂液对p H的敏感性,同时可提高冻胶的耐温性能;在最佳使用条件下,纳米交联剂形成的压裂液冻胶具有优异的破胶性能,对储层的伤害满足SY/T 5107-2016《水基压裂液性能评价方法》中的要求,并且均优于有机硼交联剂;探讨了纳米交联剂的交联机理,NBC交联剂和GOB交联剂的交联机理相似,通过纳米颗粒表面存在的羟基对纳米颗粒进行硅烷化改性,使纳米颗粒接枝上有机硼,从而增大交联剂的尺寸,进而产生更多的交联位点,表面改性后的纳米颗粒通过氢键与胍胶分子的顺势临位羟基结合,产生复杂的网络结构,使胍胶压裂液性能得到提升,从而达到降低胍胶用量的目的。