随着油气资源的开发利用,我国出现了越来越多的低压低渗透油田,而清洁压裂液相比传统压裂液具有低滤失、低残渣、快速返排等特点,因此可以满足低压低渗透油田的施工要求。为了达到更好的压裂效果,基于表面活性剂在不同条件下相互间作用的观点,制备出不同于传统交联方式的新型清洁压裂液,研究其性能,对油田的增产具有重要的实际意义。通过原料的筛选,采用油酸和N,N-二甲基-1,3-丙二胺经过缩合反应生成油酸酰胺丙基二甲基胺,确定了最佳合成条件:反应物质的量比1:1.1,反应温度170℃,反应时间8h。环氧氯丙烷与亚硫酸氢钠在85℃、物质的量为1:1的条件下反应4h,发生开环反应,生成中间产物3-氯-2-羟基丙磺酸钠。再利用合成出的非离子表面活性剂与3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应生成两性表面活性剂油酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱,并获得适宜的合成条件:反应物质的量1:1.1,反应温度85℃,反应时间8h。对两种产物进行红外光谱、核磁共振氢谱的测试分析,确定了目标产物中酰胺基和磺酸基的存在。利用表面张力法测得非离子表面活性剂临界表面张力值γcmc=30.5mN/m,临界胶束浓度CMC=7.4X 10-6mol/L;两性离子表面活性剂临界表面张力值y cmc=30.0mN/m,临界胶束浓度CMC=6.1 × 10-5mol/L。非离子表面活性剂的浊点为5℃,两性表面活性剂的Krafft点低于0℃,具有较好的溶解性。选取不同的助剂在不同的实验条件下测试水溶液的粘度,实验结果为:25℃,pH=9,2.5wt%非离子表面活性剂+0.4wt%阴离子表面活性剂SDS形成冻胶体系;两性离子表面活性剂质量浓度为2%,助剂柠檬酸质量浓度为0.6%,pH值为6时可以形成冻胶体系。采用激光光散射仪测得非离子与两性表面活性剂冻胶体系中均存在大量500～800nm尺寸的胶束,环境扫描电子显微镜也指出冻胶体系中存在蠕虫状胶束及网状结构。运用HAAKE RS600型流变仪测试压裂液体系的流变性。剪切速率测试中,在25℃、170s-1的剪切速率下,非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂加量为2.5%和0.4%,pH为9时,压裂液体系的最大表观粘度为220mPa·s;两性表面活性剂质量浓度为2%,助剂柠檬酸质量浓度为0.6%,pH值为6时压裂液最大表观粘度为187mPa·s,两个体系具有较好的剪切稳定性,两个流体均符合幂律方程。非离子表面活性剂体系的流动活化能Ea=94.33kJ/mol,两性离子表面活性剂体系的流动活化能Ea=83.25kJ/mol,说明体系对温度敏感性小。在0.1HZ～50HZ的范围内,非离子表面活性剂压裂液与两性表面活性剂压裂液均表现出较好的粘弹性,流变性质符合Maxwell模型。在非离子表面活性剂质量浓度为2.5%,助剂SDS质量浓度为0.4%的条件下,压裂液体系的耐温温度为76 C;在两性离子表面活性剂质量浓度为2%,助剂柠檬酸质量浓度为0.6%的条件下,压裂液体系的耐温温度为70℃。两个体系的携砂性比瓜胶压裂液性能好。25℃时,非离子表面活性剂压裂液在破胶lh后,破胶液的粘度为2.4mPa·s;25℃时,两性离子表面活性剂压裂液经过lh的破胶后,破胶液的粘度为3.2mPa·s。两个体系的破胶性能满足SY/T6376-2008“压裂液通用技术条件”中的规定。非离子及两性离子表面活性剂压裂液破胶液的岩心渗透伤害率分别为15%和12%。故两种表面活性剂压裂液均在一定程度上满足应用要求。