为提高黄原胶的基本性能并拓宽其应用范围,本文在碱性条件下采用溶媒法对黄原胶(XG)进行改性,研制了低交联度黄原胶(CXG)和疏水改性黄原胶(HBXG),对黄原胶和改性黄原胶溶液的流变行为(剪切变稀性、黏弹性、触变性)和携砂性能进行了考察,深入研究了 XG和CXG溶液的耐温耐剪切性能和破胶性能,形成了耐温耐剪切性能达180℃的XG压裂液体系。此外,采用有机锆交联剂ZW35对XG溶液进行交联,研究了XG凝胶体系的流变性质及其交联过程、破胶过程流变性变化,建立了小振幅振荡剪切交联、破胶流变动力学方程,主要得到以下结论:1)为提高黄原胶的黏弹性能和携砂性能,向XG引入了环氧氯丙烷对其进行交联,采用溶媒法合成了低交联度黄原胶CXG,明确了相关工艺条件的影响,获得合适的制备工艺;采用正丁基缩水甘油醚对XG进行疏水改性,获得了制备疏水改性黄原胶HBXG的合适工艺条件。XG、CXG体系的流动曲线均表现出剪切变稀的特性,可采用非线性共转Jeffreys模型模拟流动曲线;对比XG溶液,CXG溶液具有更高的粘弹性能、更强的网络结构和携砂性能。2)明确了 XG溶液体系耐温耐剪切性能的影响因素(包括黄原胶改性、除氧剂、盐离子类型、盐离子用量等),获得了耐温达180°C的XG压裂液新体系;该压裂液体系在180℃、170s-1条件下剪切90min后仍具有良好的网络结构和携砂性能,可满足高温油气储层对压裂液的要求。3)明确了 XG溶液体系破胶过程流变性(复黏度、黏弹性模量)变化及其影响因素(温度、过硫酸铵用量、盐离子浓度);首次建立了破胶流变动力学方程,可描述XG体系破胶过程流变参数随时间变化关系。4)获得了有机锆交联黄原胶的凝胶新体系,明确了 XG基液浓度、交联剂用量对XG凝胶体系流变性(表观黏度、流动曲线、黏弹性、复黏度、触变性)的影响;黄原胶溶液(0.25%)和黄原胶凝胶(0.25%XG + 0.3%ZW35交联剂)在30℃下的表观黏度分别为20.47和205.6mPa·s,但黄原胶凝胶在120℃、170s-1下剪切90min后的保留黏度仍有75.48 mPa·s,表明黄原胶凝胶具有良好的耐温耐剪切性能。5)针对XG凝胶体系的形成过程,明确了 XG体系小振幅振荡剪切交联过程流变性(黏弹性模量)变化及其影响因素(pH调节剂用量、交联剂用量);建立了交联流变动力学方程,可描述黄原胶交联过程中弹性模量随时间变化关系。同时采用流变仪研究了 XG凝胶体系破胶过程,明确了 XG凝胶体系小振幅振荡破胶过程流变性(黏弹性模量、损耗系数)变化及其影响因素(过硫酸铵用量、温度);建立了破胶流变动力学方程,可描述XG凝胶体系破胶过程中弹性模量随时间变化关系。