受持续增加的能源需求和不断枯竭的常规油气井驱使,发展压裂技术开采非常规油气资源对我国能源安全具有重要的战略意义。自生支撑剂是发挥该技术作用的最佳材料。然而已报道的自生支撑剂具有相变时间难以精准调控、生长速率缓慢、生长过程和相变过程难以监测等不足,未能发挥自生支撑剂用于压裂技术增产的理想效果。本文结合井筒和裂缝实际环境,基于自由基聚合机理,通过构建“苯乙烯（St）-二乙烯基苯（DVB）”共聚物交联结构、调控引发体系或掺杂无机填料等方法,研究了自生支撑剂的组成和工艺,构筑了一种高强度（56.2 N）、相变时间可控（9-66 min）和生长快速的自生支撑剂。针对自生支撑剂相变过程和生长过程未形成可靠的研究方法,开展了自生支撑剂相变过程和生长过程的监测研究。1.根据不同的油井开采环境,通过引入表面活性剂、优化转速等方法,从刚性结构和反应速率的角度出发,确定了自生支撑剂的最佳制备工艺:在转速为120 rpm时,通过可相变组分（苯乙烯、二乙烯基苯、过氧化苯甲酰）和不可相变组分混合（自来水、聚乙烯醇-1788、甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠）以1:12的体积比组成相变压裂液。该相变压裂液不需添加有机溶剂、环境友好,其中的可相变组分在60～110℃的模拟裂缝温度下,能够在33～60 min时开始相变,其中的不可相变组分改善了自生支撑剂易团聚、产率低、成球率低的问题。由该相变压裂液生成的自生支撑剂的平均单颗粒强度为32 N,产率可达78%,60%的微球尺寸分布于20～40目。2.引入不同种类的引发剂,从引发剂的引发速率和支撑剂在井底的运移规律等角度出发,构建了相变时机在宽时间范围内可控的相变压裂液体系。模拟自生支撑剂在井筒和裂缝温度场（65～85℃）下的相变过程,基于引发剂的半衰期与自生支撑剂发生液-固相变所需时长的关系,选用偶氮二异庚腈（ABVN）、偶氮二异丁腈（AIBN）、偶氮二异戊腈（AMBN）、过氧化苯甲酰（BPO）作为引发剂,实现自生支撑剂相变时机在宽时间范围内可控。通过改变引发剂种类,相变压裂液中的可相变组分可以在9～66 min时开始相变。其中,含偶氮二异庚腈的相变压裂液生成的自生支撑剂的平均单颗粒强度为42 N,产率可达70%左右,且70%的自生支撑剂分布在20～40目。3.基于无机纳米填料的机械隔离和诱导成核作用,优选出纳米石墨作为无机分散剂提高了自生支撑剂成球产率并加速其强度增长过程。模拟自生支撑剂在裂缝温度场（65～85℃）的生长过程,通过在可相变组分中掺杂不同种类的无机填料（纳米石墨、碳酸钙）,建立无机填料与自生支撑剂生长速率和强度的变化关系,制备了一种高强度、快速生长的自生支撑剂。其中,纳米石墨的增强效果表现突出,含石墨的相变压裂液生成的自生支撑剂的平均单颗粒强度可达56.2 N,生长速率比未掺杂无机填料前提高了20%,产率可达80%左右,且尺寸几乎分布在20～40目。4.针对自生支撑剂相变过程和生长过程室内研究较少,缺乏可靠研究方法的问题,本文围绕这两个过程提出直接和间接相结合的研究方法。通过主观观测（直接）和粘度经时变化的测定（间接）相结合,可研究相变过程,两种方法判断的相变起始点或终点均仅相差0-2 min。通过微球尺寸、抗压强度和产率的经时变化（直接）,以及玻璃化转变温度、单体转化率的经时变化（间接）,可研究微球的生长过程,上述方法揭示的自生支撑剂微球随时间的演变规律基本一致。本论文的研究弥补了目前自生支撑剂的部分不足,可以促进自生支撑剂在压裂技术中的实际应用,进而实现油气藏提质增产,尤其是提高致密储层的采收率。