在“绿水青山就是金山银山”的环保新时代,煤层气等非常规能源的开发、利用受到大家的广泛关注。水力压裂技术是油气开采的关键技术,陶粒支撑剂是决定水力压裂成功的重要材料。陶粒支撑剂物理性能将直接影响油气井的开采量及服务年限。查阅相关文献,低密度陶粒支撑剂可以提高裂缝的导流能力,进而提高油气开采量,因此研制超低密度陶粒支撑剂对于油气开采增产具有重要的现实意义。本文针对煤层气井用陶粒支撑剂密度较大的问题,设计了合理的实验方案,成功制备出满足行业标准的超低密度陶粒支撑剂,并采用XRD、SEM等测试方式研究了陶粒支撑剂物相组成、显微结构和力学性能间的关系。本论文的主要研究内容及成果如下:（1）以煤矸石、铝矾土以及钾长石为原料,在烧结温度为1200-1260℃下制备30/50目陶粒支撑剂。结果表明:当煤矸石含量为20 wt.%、25 wt.%时,在烧结温度范围内,破碎率（28 MPa）小于9%,视密度和体积密度分别降到2.40 g·cm-3、1.40 g·cm-3以下,属于超低密度陶粒支撑剂。（2）固定煤矸石的含量,研究烧结温度（1200-1260℃）对超低密度陶粒支撑剂性能及微观结构的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,陶粒支撑剂视密度、体积密度呈现下降趋势。当烧结温度为1280℃及以上时,陶粒出现过烧现象,无法分离,圆球度被严重破坏,因此不予讨论。（3）固定煤矸石含量以及烧结温度,研究陈腐时间对超低密度陶粒支撑剂性能的影响。结果表明:当陈腐时间为6天时,陶粒支撑剂的各项性能为最佳,相对应的视密度为2.40 g·cm-3,体积密度为1.28 g·cm-3,破碎率（28 MPa）为3.84%,满足超低密度陶粒支撑剂的使用要求。（4）固定烧结温度为1240℃,研究白云石、羧甲基纤维素钠（CMC）添加量对超低密度陶粒支撑剂性能的影响。结果表明:当白云石添加量为3 wt.%时,陶粒支撑剂体积密度为1.18 g·cm-3,在保证破碎率（28 MPa）小于9%的前提下,陶粒体积密度最小,综合性能为最好。通过添加适量的有机物质CMC可提高陶粒支撑剂生坯球的强度,降低半成品生坯球的脱粉率,在视密度和体积密度、破碎率多因素考虑下,推荐添加CMC量为1 wt.%。