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为开发清洁空气泡沫压裂液体系,本文研制了一种新型无盐自增稠的耐高温粘弹性表面活性剂压裂液稠化剂——长碳链Gemini表面活性剂FL-25(羟丙基撑双(芥酸酰胺丙基二甲基氯化铵))和两套发泡耐盐性能良好的复配起泡剂体系,并进一步研究了 FL-25粘弹性表面活性剂压裂液的流变性能,考察了复配起泡剂体系的发泡、耐盐、耐温性能,并探索了新型黏弹性Gemini表面活性剂胶束-空气泡沫体系的流变性能。本文同时研究了由长碳链Gemini表面活性剂FL-25与瓜胶、黄原胶等形成的非交联复合压裂液的耐温性能。主要获得如下结论:1)使用芥酸酰胺丙基二甲基叔胺和环氧氯丙烷为主要原料,采用“一釜两步”法,制备了新型长碳链Gemini表面活性剂FL-25。进一步明确了溶剂用量、反应时间、反应温度、摩尔比等因素对粘弹性清洁压裂液耐温性能的影响,并获得了长碳链Gemini表面活性剂FL-25的优化制备工艺。2)长碳链Gemini表面活性剂FL-25无需外加反离子盐,溶于水即可形成耐温性能良好的粘弹性胶束压裂液。3.0%FL-25压裂液在110℃下剪切90min后的保留黏度69.64mPa·s。3)不同浓度的FL-25黏弹性表面活性剂压裂液具有良好的剪切变稀性能、黏弹性、触变性和携砂性能。流动曲线可以用CROSS模型描述;不同浓度FL-25黏弹性表面活性剂压裂液均是弹性占主导。单颗粒沉降实验表明,3.0%FL-25压裂液体系在100℃时仍表现出良好的携砂性能。4)获得新型黏弹性Gemini表面活性剂胶束-空气泡沫体系及优化发泡工艺。流变性研究表明,泡沫体系具有剪切变稀性能和触变性。5)长碳链Gemini表面活性剂FL-25与瓜胶、黄原胶等形成的非交联复合压裂液体系 2.0%FL-25+0.2%HPG、2.0%FL-25+0.2%XG、2.0%FL-25+0.2%HXG,均可耐温达到100℃;提高FL-25浓度至3.0%,则体系可耐温达到120℃,保留黏度为30.77 mPa·s。本文研究结果可望丰富和发展耐高温清洁压裂液体系及其应用,并为清洁空气泡沫压裂液应用提供流变学基础。