煤层气是一种非常规天然气资源，也是一种战略性的后备资源，由于能源危机和环保问题而日益受到世界各国的重视，开发煤层气逐渐提到议事日程上来。通过政策扶持和科研投入成功地实现了从“瓦斯灾害”到“优质能源”的认识转变以及从“井下抽放”到“地面开发”的技术革新，特别是美国多年来在煤层气勘探开发中所积累的技术和经验，以及所取得的显著效益，更促使了煤层气工业在世界范围内的蓬勃发展。　　 水力压裂作为一种有效的储层增产工艺，将大量地应用于我国煤层气的开采中。其目的是将汇集于井筒的径向非线性低速渗流变成与井筒相连通的导流裂缝中的线性渗流。要获得高渗透率的裂缝，即使裂缝的导流能力远大于煤储层原始割理裂隙的导流能力，也必须加入一定数量的支撑剂，其作用在于支撑裂缝的两壁，在排采过程中当井底压力下降到闭合压力以下时，通向井眼的导流裂缝依然保持张开。在压裂施工过程中，支撑剂的性能和它与携砂液的作用状况是关键影响环节。支撑剂对煤层裂缝支撑的效果很大程度决定了煤层气压裂井的产量。　　 本文以支撑剂物理性能、支撑剂与携砂液的作用规律为出发点，并结合煤储层的特点设计实验，分别对两种不同材料的支撑剂进行了多方面有针对性的性能测试与分析。旨在为煤层气压裂施工的相应改善措施提供一定的科学依据。　　 由于支撑剂与压裂液存在密度差，因此在重力作用下支撑剂会下沉或上浮。随着压裂液在煤层压裂缝中的向前运移，这种下沉与上浮将导致支撑剂在裂缝中分布的不均匀，使填砂区面形状发生畸变，有害地减小有效导流通道的面积，使煤层气产量降低。本文通过实验与理论分析，测试了两种支撑剂的沉浮速度，并通过理论分析对支撑剂在裂缝中的分布状况做出预测。　　 在水力压裂施工中，裂缝导流能力的大小是直接影响煤层气井产量的关键参数。同时裂缝导流能力实质上又是支撑剂各项物理性质在储集层条件和裂缝支撑状况的综合反映。本文设计了三个与裂缝导流能力有关的实验:支撑剂强度与变形的测试实验、支撑剂嵌入煤岩量的测试实验、支撑剂短期导流能力测试实验。通过实验数据分析了影响裂缝导流能力的主要因素。　　 为了研究支撑剂粒度与裂缝宽度之间的关系，确定临界支撑剂粒度。设计了支撑剂的桥塞实验，并通过改变实验条件，确定影响桥塞现象发生的其他因素，从而进一步分析支撑剂进入裂缝的规律。为压裂施工中合理选择支撑剂粒径提供一定的理论依据。　　 煤层压裂时，部分压裂部位的井下现场开挖取到的支撑剂曾发现被打碎的现象。经过理论分析，本文认为，当携砂液流经射孔眼，由于过流面积突然减小，流速剧增，将对支撑剂产生强大的“空化”破坏作用，有可能使支撑剂破碎或变形，从而最终降低填砂缝的煤层气导流能力。为此，进行专门的室内“空化”模拟实验，证实了这种情况的存在，并测试了其作用影响量值。从而，为分析导致煤层压裂产能低下的一种可能原因并为采取相应改善措施提供重要的科学依据。