粘弹性表面活性剂(VES)压裂液不同于传统的水基聚合物压裂液,其具有配制简单、利用率高、易于破胶和返排、对储层的伤害小等优势。目前对于一些油气藏,使用季铵盐类阳离子表面活性剂压裂效果不是很理想,不能降解,对储层造成伤害,限制了其进一步的发展。含酯基磺基甜菜碱表面活性剂在自然条件下便能生物降解,较低的浓度下与反离子的作用能够形成较高的粘度。本文以长链的脂肪酸与N,N-二甲基乙醇胺为反应原料先酯化后季铵化反应合成出四种的含酯基磺基甜菜碱表面活性剂,对合成的产物进行了红外光谱、核磁共振氢谱的表征,结果证实合成产物与目标产物一致。同时研究了其理化性质,具有一般表面活性剂的溶解性特征,临界胶束浓度(CMC)较常规的长链甜菜碱低。对合成的表面活性剂进行研究,筛选出硬脂酸酯基磺基甜菜碱(SESB)作为压裂液的主剂,利用粘温特性筛选出最优的反离子EDTA四钠作为助剂,使溶液的粘度显著提高,同时确定了主剂与助剂的最佳配方。通过液氮快速冷冻,利用FSEM观察到压裂液的微观形貌为不同致密程度的蠕虫状三维网状结构,解释了不同反离子以及不同配方对体系粘度的影响。对最优的几种配方进行性能测试,研究表明SESB-EDTA四钠体系在80℃高剪切速率170s-1下表观粘度高于30mPa·s,耐高温与耐剪切性能良好,在常温下有很强的稳定性和抗剪切恢复性。根据粘弹性测试可以发现体系主要是依靠弹性携砂,在高温95℃条件下的静态沉砂速率为0.042mm/s,与有机物环己烷接触后,在4h内破胶粘度小于5mP·s,符合SY/T 6376-2008《压裂液通用技术条件》国家标准的要求。在2.0%SESB/0.4%EDTA·4Na体系中加入不同的复配剂(KCl、MES、纳米SiO2)进行改性,通过对复合体系溶液粘温特性的研究表明,加入KCl和MES后在高温下均不能起到增粘的效果,而加入0.1%质量浓度的纳米SiO2后具有明显的协同作用,体系的耐温能力及抗剪切能力显著提高,同时在微观形貌上也趋于规整。