针对非常规油气储层的压裂改造,在大量调研了国内外关于CO₂压裂液增稠剂的研究现状后,设计合成了一类含氟的增稠剂,用来增稠CO₂,并制备成压裂液体系。本文以全氟辛酸、丝氨醇、乙醇胺、1,6-己二异氰酸酯以及二碳酸二叔丁酯作为反应原料经氨基保护、酯化反应、脱保护和亲核加成反应分别得到C02增稠剂SCT、DCT。首先,对丝氨醇、乙醇胺中的氨基上保护基团,起到保护氨基的作用。然后,通过酯化作用,将已从全氟辛酸制备成的全氟辛酰氯引入到N-Boc-丝氨醇和羟乙基氨甲酸叔丁酯中。最后,脱氨基保护后,将产物与1,6-己二异氰酸酯反应得到单链、双链增稠剂。其中,采用单因素法优化了合成N-Boc-丝氨醇和羟乙基氨甲酸叔丁酯中的投料比,通过正交试验对酯化反应过程中反应温度、时间以及投料比进行了优化,确定了最佳合成条件。通过FTIR、13C-NMR对中间产物和最终产物进行了结构表征。深入研究增稠剂的热性能和在CO₂、凝析油、去离子水中的溶解性能。结果表明:增稠剂DCT、SCT的热稳定性能好,分别在200℃和170℃才发生热降解,满足了现有页岩气储层温度的需要;通过静态法研究了两种增稠剂在CO₂中的溶解性能,利用Chrastil半经验模型对实验溶解度进行线性关联,单链、双链增稠剂的实验值与理论值的平均相对偏差分别为11.14%和9.52%,线性拟合程度较高,关联性好,表明实验测量值较为准确;此外,在40℃、60℃和80℃的不同温度条件下,两种增稠剂都难溶于凝析油和水中,有利于压裂后返排和后续的地面处理。考察了合成得到的增稠剂在CO₂中的增稠效果以及对岩心的伤害率。通过单因素法,对增稠剂的加入量进行了筛选,结果表明,增稠剂DCT和增稠剂SCT的最佳加入量为2wt%,其将C02的粘度从0.04mPa·s分别提升至1.54mPa·s和1.46mPa.s,增加幅度分别约为39倍和36倍。随着温度上升,混合体系的粘度下降,在温度从30℃升至40℃时,粘度出现上升,后继续下降;而体系的粘度随着压力值的上升而上升;随着剪切速率的上升,体系的粘度也随之下降,属于一类典型的剪切变稀的假塑性流体;增稠剂DCT和增稠剂SCT对岩心的伤害率都较低,分别为1.43%和1.62%,均远远小于常规的水基压裂液,能够满足"石油与天然气行业标准SY/T 6367-2008压裂液通用技术条件"的要求。