支撑剂是油气井压裂作业的关键材料,支撑剂密度越高,对压裂液悬砂性能要求越高,运移输送越困难,低密度支撑剂一直以来都是行业内高度重视的研究内容。论文研究一种超轻密度支撑剂,该支撑剂主要成份是聚苯乙烯有机聚合物,由于高分子材料本身的物理化学特性,其与常规陶粒支撑剂性能有较大差异。论文采用Carman-Kozeny公式和赫兹弹性接触等理论对支撑剂在裂缝中的状态进行受力和变形计算,建立了适应于具有变形特性的高分子材料支撑剂裂缝导流能力模型,分析了支撑剂参数、地层参数等因素对裂缝导流能力的影响规律。对高分子材料超轻密度支撑剂、陶粒支撑剂和超疏水覆膜陶粒支撑剂的物理性能和导流能力进行了实验测定及对比分析,对导流能力理论模型进行了实验验证。实验测得高分子材料超轻密度支撑剂在其他条件相同时,粒径、铺砂浓度、支撑剂弹性模量及储层弹性模量等,任一因素增大都会引起导流能力变大,地层和支撑剂泊松比对裂缝导流能力的影响可忽略,与模型分析一致;在驱替液为水相和油相条件下,陶粒支撑剂与覆膜陶粒支撑剂、高分子材料支撑剂相比,随闭合压力的升高导流能力下降幅度最大;在闭合压力低于38MPa的情况下,超疏水覆膜陶粒的油相导流能力最好,水相则反之;高分子材料支撑剂水相导流能力低于油相导流能力,单相导流能力均远大于两相导流能力,在闭合压力高于65MPa时仍然具有一定的油相与水相导流能力;支撑剂充填层的导流能力随温度升高而逐渐降低,高分子材料支撑剂在高温下导流能力变化明显,耐高温性能远低于陶粒支撑剂。现场3口井的应用结果表明,采用高分子材料超轻密度支撑剂的试验井日产油量量均高于对应层位的常规井,试验井支撑剂平均用量较少了19.14%,有较好的增产效果。