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低渗油藏和页岩气藏在全世界的能源结构中占有很大的比例,然而由于油气田开发技术的限制,开发效果并不理想,使得一直以来该行业呈现综合利用性差、环境污染严重、成本高的局面,整个行业亟待向规模化、高端化、资源化方向发展。近年来,国内外己先后在这些低渗油气藏中成功的应用了清水压裂技术,结果证明,与传统的水力压裂相比,具有很好的增产效果,且生产成本低、环境污染小。清水压裂的过程中需要用到密度较小(和水相近,约1.0g/cm3左右)的支撑剂,但传统的支撑剂普遍存在密度大(大于2.5g/cm3)的特点,导致压裂液携带能力差,而现有的低密度支撑剂在耐热、强度上仍存在一定的不足。因此研究低密度、高强度、耐热性能好的超低密度(ULW)支撑剂迫在眉睫。根据上述情况,本研究提出了一种新的ULW支撑剂材料—改性聚苯乙烯微球。首先本文通过原位悬浮聚合的方法制备了ULW支撑剂用CB/PS微球和SiO2/PS微球,并对其机理进行了简单描述,通过红外、扫描电镜等检测方法证实了所得产物,研究了石墨和纳米二氧化硅添加量对支撑剂性能的影响。研究表明,随着石墨和纳米二氧化硅用量的增加,支撑剂的密度稍微增加、圆球度变化不大、抗压强度先增加后稍微降低,耐热性能提高,且最佳的石墨添加量为2.5%,此时,微球的视密度和体积密度分别为1.048和0.598g/cm3,圆球度值为0.94,52和69MPa下的破碎率分别为2.2和3.5%,5%的分解温度为325℃；最佳纳米二氧化硅添加量为1.0%,此时,微球的视密度和体积密度分别为1.0604和0.6137g/cm3,圆球度值为0.94,52和69MPa下的破碎率分别为1.2和3.0%,5%的分解温度高达372℃。为了进一步提高支撑剂的性能,本文通过浸渍—热固化法制备了ULW支撑剂用环氧／酚醛树脂包覆CB/PS微球,并对其机理进行了简单说明,通过FTIR、SEM、TG表征方法证实了所得产物,讨论了树脂包覆量对支撑剂性能的影响。研究表明,在保持低密度和圆球度的基础上,随着树脂包覆量的提高,支撑剂的耐热性、强度等进一步提高,最佳树脂浸渍液浓度为20%,此时微球的视密度和体积密度分别为1.0637和0.6124g/cm3,圆球度>0.9,52和69MPa下的破碎率分别为1.25和2.22%,5%的分解温度为373℃,酸蚀率为0.11%,导流能力较好。最后,本文将所制备的ULW支撑剂和市售支撑剂(传统陶粒、覆膜砂,现有ULW-1.75、1.25、1.05)进行了比较,研究表明本文制备的支撑剂比市售样品具有更低的密度和酸蚀率,更好的圆球度和导流能力,更高的耐热性能和抗压强度,且自制ULW支撑剂中,树脂包覆CB/PS微球的综合性能最好。