基质酸化、酸压是低渗透碳酸盐岩储层最主要的增产措施,由于其储层非均质性强、伤害程度差异性大,如果仅仅进行全井段布酸酸化,不仅不能很好的解除储层伤害,反而会加重储层纵向渗透率的差异,使得均匀布酸更加困难。因此,酸液的性能是影响增产效果的重要因素之一,甚至关系到酸化施工后的成败。而用于低渗非均质碳酸盐岩的酸液的种类多种多样,目前常用的为交联酸、乳化酸等。清洁酸化液是最近几年才发展起来的一类新型酸液体系,其中以由粘弹性表面活性剂配制的清洁变粘酸酸液体系最受人们的关注依靠粘弹性表面活性剂变粘酸酸液体系“变粘转向、降滤失、无伤害”的特征,实现储层纵向上一次作业、均匀改造的目的,且与常规交联酸相比,具有酸化后残酸返排率高、无须交联剂和破胶剂、硫化物含量无敏感性、操作简单、现场易配制、设备依赖性低等突出优点,在国内外已成功的进行了酸化作业,增产效果显著。本文从研究表面活性剂结构与性能的关系着手,分析了表面活性剂胶束的形成特点,尤其分析了两性表面活性剂的分子结构与性能的关系,设计出了具有粘弹性特征的两性表面活性剂的分子结构,即芥酸酰胺丙基甜菜碱。通过对芥酸酰胺丙基甜菜碱合成方法的研究,探索出其合成方法及步骤,并通过正交实验优化了缩合反应、季胺化反应的合成最佳条件,成功合成了产物芥酸酰胺丙基甜菜碱。室内利用芥酸酰胺丙基甜菜碱做为清洁变粘酸酸液体系自转向剂,对其加量进行优化,并对酸液添加剂(缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、防乳化剂)进行筛选及加量优化,成功的研制出变粘酸酸液体系。对酸液体系的变粘性、粘温性、抗剪切性、配伍性、破胶性进行测试分析,测试结果表明该变粘酸酸液体系能够有效适用于一定储层温度的碳酸盐岩储层的酸化施工。针对酸液在管线、井筒、裂缝中流动性能问题,室内通过稳态剪切流动实验、触变性实验、小幅震荡实验,对酸液的性能进行微观研究,其中包括酸液的流变学本构方程、剪切恢复性能、粘弹性能,从而提高酸液在地层裂缝的真实流动状况的模拟、环空或泵酸对酸液的粘度的影响、鲜酸及残酸的粘弹性等方面的认识,进一步证实该酸液体系用于碳酸盐岩储层酸化的可行性。在掌握酸岩反应机理的基础上,利用旋转圆盘反应仪在模拟地层温度、压力、酸液流态的条件下,求取酸岩反应速率常数、反应级数、反应活化能、H+有效传质系数等参数,从而微观的对酸岩反应动力学进行研究,为现场酸化／酸压设计的优化和酸液体系的优选提供参数和依据。