六支撑剂在水力压裂中压裂效果成败，有效期长短主要取决于支撑剂的质量支撑剂的作用在于填充压裂产生的水力裂缝，使之不再重新闭合，且形成一个具有高导流能力的流动通道在储层特征与裂缝几何尺寸相同的条件下，压裂井的增产效果及其生产动态取决于裂缝的导流能力裂缝导流能力是指裂缝传导（输送）储层流体的能力，并以裂缝支撑剂层的渗透率（Kf）与裂缝支撑缝宽（Wf）的乘积[KW]f来表示一般认为，支撑剂的类型、物理性质（粒度、强度、球度、圆度、密度等）及其在裂缝中的分布（铺置浓度，即单位裂缝面积上的支撑剂量）、以及裂缝的闭合压力是控制裂缝导流能力的主要因素因此，掌握支撑剂的物理性质及影响裂缝导流能力的诸多因素，有利于合理的选择支撑剂，有利于对压裂液与支撑剂等压裂材料提出更为确切的要求本节将从支撑剂的类型、支撑剂的物理性质及其评价方法、裂缝导流能力及其影响因素、以及支撑剂的选择等四方面对支撑剂与裂缝导流能力做一介绍其中引用或节录了中国石油天然气总公司颁发的“水力压裂用支撑剂的评定标准”（SY/T5108—1997）；（SY/T6302—1997）及美国石油学会推荐方法（APIRP56,RP61）中的有关内容，以供掌握使用。
1、支撑剂的类型压裂用支撑剂可大致分为天然的与人造的两大类前者以石英砂为代表，后者则是通常称之为陶粒的支撑剂目前在油气增产市场上广泛使用五种价格不同的标准支撑剂，它们是天然石英砂、人造的中等强度低密度的硅酸铝支撑剂（陶粒砂）、人造的中等强度高密度的氧化铝和硅酸盐支撑剂、高强度的铝矾土和高强度的硅酸锆支撑剂、以及涂敷预固化涂层和可固化涂层树脂的天然砂或人造支撑剂它们在油气生产中各自起到不同的作用1）石英砂石英是自然界中构成地壳的主要成分部分以硅酸盐化合物状态存在，构成各种矿物岩石另一部分则以独立状态存在,成为单独的矿物实体虽然它们的化学成分相同，均为Si02，但由于造岩成矿的条件不同，而有许多种状态和同质异形体；又由于成矿之后所经历的地质作用不同，而呈现出多种状态从最纯的结晶态二氧化硅（水晶）到无定型的二氧化硅（蛋白质）均属它的范畴不同的工业部门和科技领域，只能依据自身的要求，从不同的角度去研究和利用它们在石油工业中，在水利压裂增产之初，只有天然石英砂是始终并用作支撑剂压裂的材料一般用于水利压裂的石英砂颗粒相对密度为2.65g/cm3左右，体积密度1.60g/cm3〜1.65g/cm3之间。
属于a-石英和B-石英晶型50年代和60年代开发了不同的砂源并通过筛选，得到了更高的导流能力60年代世界上渥太华砂、得克萨斯洲砂、约旦砂、圣彼得砂翁渥克砂等已成为可用的标准压裂砂70年代至今我国也筛选了兰州砂、承德砂、岳阳砂和内蒙砂等作为标准砂广泛的应用在水利压裂中1）特征石英砂是一种分布广、硬度大的稳定产物石英的外观视其种类而异，有的呈乳白色，有的呈灰色半透明状态，断面有玻璃光泽或脂肪光泽，加热后颜色自行消失，条痕为白色，性脆而坚硬热稳定好，加热到1500°C时开始软化，在1710〜1756°C时熔化，但没有固定的熔点石英仅溶于氢氟酸，不溶于其它酸碱石英莫氏硬度为7,折光率为1.544〜1.553密度依晶体而异，变动于2.23〜2.65g/cm3之间各种石英的密度与比容见下表12-1-6-1表12-1-6-1石英的密度和比容晶型密度g/cm3比容（cm3/g）a-石英2.5330.3939B-石英2.650.3773a-鳞石英2.2280.4488B-鳞石英2.2420.4455Y-鳞石英2.77〜2.350.4405〜0.4255a-方石英2.2290.4486B-方石英2.33〜2.340.4292〜0.4274石英玻璃2.210.45242）微观结构石英砂的微观结构，可分为单晶石英和复晶石英两种结构。
单晶石英是指颗粒由一个石英晶体组成的，晶体内部有化学键结合在一起，结构紧密复晶石英是由两个以上的单晶石英聚集在一起而形成的集合体，与单晶石英比较，内部结构相对松散，常见缝理出现显然在天然石英砂含量中，单晶石英颗粒所占的重量百分数愈大，则该石英的抗压强度越高石英在自然界中大部分以B-石英的形态稳定存在，只有很少部分以鳞石英和方石英的介稳状态存在a-石英化学组成接近纯SiO2，变化范围及小，常含有液、固、气态的机械混入物晶体结构为三方晶D4—P321或D6—P321；a=0.491nm31320，C0=O.541nm,z=3在晶体结构中，硅氧四面体（Si-O）彼此以顶角相连构成架状结构，沿c轴方向作三次螺旋状排列与图12-1-6-1aS12-1-&-1-石英的垃晶垃构左品羽C：b：!-右品羽b口-石英的晶俸匚口-石英的晶俸习住rnflOlO}.rflOll}.e{1121}.z{51Gl}.z{0111}形态为三方偏方面体晶类D3-323阿]四面体以角顶相连，在c轴方向呈螺旋状排布，有左、右旋之分其结晶习性为柱状，柱面上有横纹如图12-1-6-lbQ-石英的结晶习性，随形成温度和过饱和程度的不同而不同。
高温时锥面发育，低温时柱面发育如图12-1-6-lc集合体形态有显晶和隐晶质两类，前者常呈晶簇状、块状、致密状；后者常呈钟乳状、皮壳状、结核状等P-石英化学组成同石英（低温石英），0-石英（高温石英）在573〜870°C范围内稳定，低于573C则转变为Q-石英即Q-石英癥*P-石英晶体结构为六方晶系,P6222或尸6422；a0=0-501,C0=O・548,z=3晶体结构，如图1—Innt—内挾财柚1*]▲岂tiflfcjs住:,TXltgj&戸-石越的品体结枸宦（0001^上的投憲E112-1-6-2石英晶体结构形态为六方偏方面体晶类，L66L2六方双锥晶形发育，有时可见六方柱与其聚成图12-1-6-2b23）适用范围石英砂的使用有0.425〜0.85mm；较粗的有1.18〜0.85mm；1.70〜0.85mm,较细的有0.6〜0.3mm；0.42〜0.212mm规格，但0.425〜0.85mm占有优势，在水利压裂中使用量较大，因为在此范围内在一定的闭合压力下相对破碎率低，导流能力高等优点使用石英砂水利压裂有一定的局限性因为在2.07〜3.45MPa闭合压力下砂粒开始破碎，到28MPa闭合压力下破碎率在7〜13%之间，因此使用天然石英砂进行水利压裂时要根据地层条件和闭合压力来确定。
我国使用的部分较高质量的天然砂物理指标参见表12-1-6-14①优点a）适用于低闭合压力的各类储层；b）相对密度低，便于施工泵送施工中减少泵和设备以及施工管线、管柱在井口内和井口部位磨蚀；c）圆、球度较好的石英砂破碎后成少小碎块状，单仍可保持一定的导流能力；d）价格便宜，资源丰富②缺点a）石英砂抗压强度低，开始破碎压力约为20MPa,不适合在中、高闭合压力的压裂层中使用；b）石英砂抗压强度低，破碎后的碎屑造成微粒运移、堵塞、嵌入、压裂液的伤害（滤饼和残渣）及非达西流动、时间等因素的影响，大大降低导流能力，甚至降低到原来的1/10或更低一些2）人造陶粒支撑剂（1）人造支撑剂的发展和作用在70年代后期，美国研制烧结铝矾土（陶粒）和熔炼氧化锆支撑剂等中高强度人造合成材料的发明，在水利支撑剂压裂技术发展方面实现了决定性的突破，这种合成材料与低强度砂明显不同，能抵抗高达69〜103MPa（10000〜15000psi）的闭合压力因此，与研制的高性能现代压裂液一起，为压裂高压深层井开辟了新的途径在1976年首先在美国砂场上得到应用而且由于惊人的压裂效果促进了深井压裂的迅速发展由于烧结铝矾土和熔融氧化锆支撑剂具有粒径分布均匀、圆、球度高、抗酸蚀性强、抗压强度高，在高达139MPa（20000psi）的闭合压力下仍有最好的导流能力。
在70年代后期和80年代早期又有两种人造陶瓷类支撑剂引入市场，它们是多铝红柱石和多铝红柱石与金刚砂的混合体，也是低密度和高密度的中等材料，可分别耐压高达55MPa（8000psi）和69MPa（10000psi）的闭合压力这两种中等强度的支撑剂从密度、导流能力、抗闭合压力和价格上填补了低强度天然石英砂和高强度烧结铝矾土和熔融氧化锆之间的空白这两种支撑剂具有相对密度低在施工中悬浮和输送性能好，由携砂液充填到裂缝时不发生沉淀因而扩大了经济和技术上的应用领域国内在这个方面是从1979年代开始发展的，研制生产出喷吹的铝矾土高强度支撑剂，1987江苏东方成功的研制出低密度支撑剂相继以后开发了中密度、高密度不同性能的支撑剂，被广泛应用在我国油气生产上经过二十年的不懈努力我国攀枝花环业公司的高、中密度支撑剂在同行业中也赶上世界先进水平，在产品的某些性能指标已超过了世界先进水平2）化学组成①化学组成烧结硅酸盐和铝矶土支撑剂视采用的原料不同Al2O3含量），产品形成的晶相不同、密度不同、强度也不同例如：低密度支撑剂V10含量一般在50〜55%之间；而中密23度和高密度支撑剂则分别是72〜78%、和80〜85%之间。
化学组成见表12-1-6-2表12-1-6-2国内外典型陶粒支撑剂化学组成化学组成国内国外低密度宜兴东方中密度攀枝花环业咼密度攀枝花环业低密度CARBOLITE中密度CARBOPROP咼密度CARBOHSPAlO2345〜5572〜7880〜8548〜5370〜7681〜86SiO240〜5513〜184〜644〜4811〜153〜7FeO232〜36〜83〜50.7〜1.18.9〜10.55〜8TiO22〜33〜43.5〜4.51.5〜2.53.2〜4.53〜4其它1〜21〜21〜20.6〜1.21〜21〜22）支撑剂的密度通常人们习惯将支撑剂密度（00.425〜0.85mm）可以划分为三个阶段，低密度、中密度和高密度，体积密度和视密度分别是1.65g/cm3以下和2.90g/cm3以下称为低密度支撑剂；1.65g/cm3〜1.80g/cm3和3.00g/cm3〜3.20g/cm3为中密度支撑剂；1.80g/cm3以上和3.20g/cm3以上为高密度支撑剂物理指标参见表12-1-6-15① 低密度支撑剂低密度陶粒生产一般采用含量低的铝矶土和硅酸铝原料外，添加部分附助原料，在1250°C〜1280°C烧结而成。
由于支撑剂的AL2O3含量低，烧结温度低，所形成的晶体是方石英和少量的莫来石体相构成，故具有低密度国外以美国CARBO公司的CARBOLITE产品，国内以宜兴东方和新安鑫钰陶粒厂为代表的产品，颗粒密度分别为2.67g/cm3、2.74g/cm3和2.89g/cm3；体积密度分别为1.62g/cnp、1.58g/cm3和1.62g/cm3，52MPa闭合压力下碎率在6〜8%之间，可满足低闭合压力（52MPa,7500psi以下）压裂井的增产要求中密度支撑剂我国中密度陶粒支撑剂的生产是采用高铝矶土原料ALO含量72〜77%），23为了促使产品能形成刚玉体（Q-al2O3），添加了部分相转剂，由于烧结温度高又添加了降温剂，因此烧结温度控制在1340C〜1360C铝矶土含量在这个区域和温度间，形成刚玉体（以-ALO）仍很困难，因此多数形成了莫来石3ALO・2SiO也称为富铝红柱石）和少量23232的刚玉晶体颗粒密度在3.00g/cm3〜3.40g/cm3之间；体积密度在1.68g/cm3〜1.79。