水力压裂是目前国内外提高原油采收率的一项重要措施,压裂技术的核心内容之一就是压裂液,但是目前常用的几大压裂液体系都或多或少的存在着一些问题,因此有必要对压裂液体系进行进一步的研究。物理交联聚合物压裂液体系是近年来比较热门的研究方向,主要研究的是两种或两种以上分子通过分子间的非共价键(氢键、静电、疏水缔合等)作用形成具有某种特性和功能的分子聚集体系,又被称为超分子压裂液体系,其耐温耐剪切能力强,黏弹性好,有广阔的应用前景。但是目前关于超分子压裂液体系的研究主要集中在疏水缔合聚合物压裂液体系方面,关于利用溶质分子间的静电吸引发生相互作用形成的压裂液体系却少有报道,对其相关机理的研究更是少之又少。因此,本论文以分子间的静电作用为理论基础,制备一种自缔合压裂液体系,对压裂液体系的形成条件和作用机理进行了深入的分析和研究。首先,以二甲基二烯丙基氯化铵作为阳离子单体,丙烯酰胺作为主要原料,采用水溶液聚合法合成了一系列具有不同阳离子度和分子量的聚丙烯酰胺稠化剂。筛选了一种阴离子表面活性剂作为交联剂,两者复配制备出了均相稳定的自缔合压裂液体系;并深入研究了聚合物的阳离子度、聚合物的分子量、体系pH、小分子盐对制备压裂液体系的影响,制备条件如下:聚合物的阳离子度应控制在14-22%,分子量在130万-180万之间,体系的pH为6-7。然后,再通过实验对压裂液的作用机理进行了研究。通过测试不同交联剂用量下聚合物溶液的表观黏度、表面张力、Zeta电位和扫描电镜,证明了自缔合压裂液体系的增粘是溶液中的阴阳离子基团通过静电作用自缔合形成了一种空间网状结构,并对其交联机理进行了分析和解释;通过测试聚合物的热稳定性、不同分子量聚合物配制的压裂液的黏时曲线图以及扫描电镜图,证明聚合物的热稳定性好,调节聚合物分子量可以得到耐温性能良好的压裂液体系;通过测试破胶液的分子量以及破胶液与砂岩表面的接触角和静态吸附实验,证明压裂液破胶液是一种小阳离子聚合物溶液,流经砂岩表面时,会吸附在砂岩表面,使砂岩表面润湿性反转,改变油水相对渗透率,增加其稳油控水能力。最后,根据石油天然气行业压裂液标准和相关的企业标准对自缔合压裂液体系进行了性能评价,实验结果表明压裂液体系在常温下黏度可达到232mPa·s,有良好的耐温耐剪切性,在120□、剪切速率为170s-1剪切1h后黏度仍有50mPa·s以上,岩心伤害率仅为9.6%,破胶残渣含量低,对地层伤害性小,综合性能较好,可以解决目前压裂液体系存在的大部分问题。该压裂液体系在阿尔3-26井进行了压裂现场施工作业,试验结果表明,自缔合压裂液体系符合现场施工要求,根据二连油田地质研究所提供的数据显示,增油效果十分明显。