近些年来,我国石油工业持续发展,为工业生产以及国民生活的能源需求提供了稳定的供给。石油工业水平的提高固然彰显了我国综合国力的提升,但石油开采过程也伴随着大量生产废物的排放,作为油气开采最具代表性的生产废物,钻井废弃泥浆由于其产污比率大,成分复杂,直接环境影响明显等问题急需一种有效的资源化处置方式来应对此问题的进一步恶化和加剧。根据钻井废弃泥浆的自身性质,将其作为原料用于制备油井压裂工艺中所需的压裂支撑剂是一项将固体废物资源化处置的创新性研究,压裂支撑剂循环利用于油气开采过程中,完全符合我国推行的可持续发展理念。在本次研究中,分析了油井废弃泥浆等相关原料的塑性指数、热学性质和元素与矿物成分性能指标,探讨各类原料的配比、烧结温度与锰矿粉添加量对制备的压裂支撑剂的强度性能的影响机制,并进一步的拓展讨论了使用工业废物赤泥对支撑剂实现轻质化性能的作用机理,最后结合热动力学对压裂支撑剂的烧结过程进行计算分析,实现了支撑剂烧结过程的热动力学模型。主要研究结论如下所示:（1）钻井废弃泥浆具备压裂支撑剂烧结原料所需的基本要求:与铝矾土的塑性指数分别为10.5和11.6,可塑性满足陶粒成型的要求;通过TG-DTG/DSC测试分析,钻井废弃泥浆在加热过程中由于有机物的挥发和盐类的分解,升温至1400℃时获得了约17%的失重,而铝矾土则表现出较强的热稳定性,重量几乎不变;钻井废弃泥浆和铝矾土的主要元素皆由Al、Si、O组成,并且含较多的碱/碱土金属氧化物,具备压裂支撑剂烧结原料的基本成分。（2）明确了压裂支撑剂的最佳制备方式:通过改变原料配比、烧结温度与锰矿粉添加量,根据样品的体积密度、视密度、破碎率、极限抗压强度、硬度、XRD和微观形貌等测试结果,分析了不同实验条件与样品强度的关联规律。其中在1300℃的烧结温度下,当A/S比例为3/1时,获得了52MPa压力下破碎率为11.35%的样品;当保持A/S比例为3/1,升高烧结温度可持续提高支撑剂强度,在1350℃时破碎率降低至5.13%;在A/S比例为3/1,烧结温度为1300℃时,5wt%锰矿粉的添加提高了压裂支撑剂6.24%的强度,同时降低了50℃的烧结温度要求。（3）揭示了以赤泥作为支撑剂轻质化过程的作用途径与方式:通过考察不同赤泥添加量下样品的性能,对支撑剂轻质化处理过程的作用途径进行了系统分析,论证了不同的赤泥添加量所导致的物理性能的变化是由于支撑剂表面釉质张力与内部气体扩张力二者之间的对抗导致的,但由于赤泥的不断加入而使得体系内氧化硅含量增加,因此致使的轻质化性能变化也不可忽视。（4）构筑了以钻井废弃泥浆为主要原料的压裂支撑剂烧结过程的热处理模型:对压裂支撑剂原料进行系统的TG-DTG/DSC热分析测试,通过烧结反应过程中的重量与能量两个维度的变化论证了四个热反应阶段的反应类型;使用KAS法和Starink法计算出了除水的蒸发反应所主导的第一阶段之外的三阶段反应的热动力学三要素参数,成功使用SSRA和DAEM方法对上述阶段反应过程构筑了热动力学建模,揭示了烧结过程的热动力学机理,为优化固相烧结反应的操作条件提供极大的参考价值。