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本发明公开了一种CO2响应型双子咪唑啉表面活性剂及在压裂液中的应用，将四乙烯五胺和长链脂肪酸进行投料，以与长链脂肪酸等质量的二甲苯作为携水剂，升温至125～140℃进行回流，再继续升温至190～220℃进行反，依次降温至室温，得到双子咪唑啉粘稠状液体；步骤二：边搅拌边将3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵与同等质量的丙酮的组成溶液滴加到步骤一的双子咪唑啉中，再加入等摩尔的缚酸剂，于室温温下反应，升温至56～60℃蒸馏出丙酮，即可制得CO2响应型双子咪唑啉表面活性剂。本发明可用于清洁压裂液的稠化剂，在提高表面活性剂作稠化剂制备清洁压裂液的黏弹性同时，而且形成的清洁压裂液显较强酸性，可以溶蚀部分地层中的碳酸岩等无机堵塞物。