本文在确定长链烷基季铵盐型阳离子表面活性剂可作为清洁压裂液用表面活性剂的基础上,由四甲基己二胺与长链卤代烷反应,或二溴代烷与长链烷基二甲基叔胺反应,合成出4种季铵盐型Gemini表面活性剂,并利用红外光谱和核磁共振氢谱对其进行结构表征,分析结果表明,所合成的分子结构与所设计的分子结构相同。通过对比季铵盐型Gemini表面活性剂与其对应“单体”的表面性质可知:前者形成胶束的能力更强,在研究其流变性与粘弹性的基础上,确定该表面活性剂适宜作为清洁压裂液使用。本文还筛先出以季铵盐型Gemini表面活性剂为主剂的压裂液配方,并研究了浓度、温度、剪切应力、无机盐、有机小分子以及pH值对该体系的影响。此外,还研究了该压裂液体系的悬砂性、滤失性与破胶性,结果表明,其性能优良。本研究在外围低渗储层及老区三次加密薄差储层开展了该清洁压裂液的现场试验,结合低渗透储层的特点,研究确定了“先低后高”的变配比施工工艺技术;由于该压裂液体系遇油水不破胶,必须加氧化剂破胶,从而建立了前置液加破胶剂的复合破胶工艺技术。在两类试验区,三个试验区块的13口井应用试验结果表明该压裂液体系对于低渗透油藏压裂改造具有明显优势,为低渗透油藏的压裂开发提供了有效技术手段。