水平井鑽井技術及水力壓裂技術極大的增加了全球的非常規天然氣及緻密油產量。在水力壓裂中。支撐劑用來保持水力裂縫張開並維持較高的導流能力和支撐面積。雖然傳統的凍膠壓裂液可以有效的攜砂，但是會增加施工成本， 並且會對儲層造成傷害。 這些高粘壓裂液有利於縫高增長，這在厚層儲層中非常希望看到的。 而相反的， 滑溜水這種低粘壓裂液非常適合造長縫及複雜縫網， 這對逢高控制有要求的情況是非常有利的。 滑溜水壓裂液的組成簡單，因而成本較低但是由於其攜砂能力較差， 水力裂縫可能無法達到有效支撐。
近年來，許多學者進行了相關的研究和創新，旨在研發新型支撐劑及鋪砂技術，來改善支撐劑的輸送效果，增加支撐裂縫面積（ Malhotra et al, 2013; Rassenfoss, 2013）。 方法包括研發功能性支撐劑， 對支撐劑進行微觀結構和納米尺度上的改造以及使用非常規的支撐劑原材料。圖 1 展示了要降低支撐劑的沉降速度來獲得更好的裂縫支撐效果可以通過減小顆粒密度、增加液體粘度、增加液體密度以及增加顆粒的沉降阻力來實現。
通過減小顆粒密度來降低沉降速度的例子包括使用碳納米管、硬質塑料以及聚合物材料來製造支撐劑。 最近的礦場試驗證實，通過使用一種比重為 2.0 的新型低密度支撐劑， 與使用常規支撐劑相比產能增加了 20%。但是， 這種新型支撐劑與常規的石英砂及陶粒相比，價格昂貴，且強度會降低。
本文介紹的額新型支撐劑通過控制上述示意圖中的不同參數。通過使用典型的陶瓷材料，控制其生產形狀，可以極大的增加顆粒的沉降阻力，這將改善支撐劑的懸浮以及在裂縫中的輸送， 這將克服滑溜水攜砂能力不足的缺點而充分發揮其優點。
該新型支撐劑還有另一個優點：其獨特的形狀有利於控制支撐劑的回流。 對於典型的球形支撐劑， 放沙堤寬度大於 5 倍的顆粒直徑時，如果不是用特殊的添加劑，沙堤將極不穩定。 Edelman et al. (2013)的報告表明， 對埃及低滲透儲層壓裂施工結束時用杆狀支撐劑進行尾追，可以將支撐劑「鎖」在裂縫中而減少回流。此外， 報告還表明杆狀支撐劑能比常規球狀支撐劑獲得更好的近井筒導流能力。本文中介紹的新型支撐劑相比形狀並不複雜的杆狀支撐劑應該能夠提供相同或者更好的支撐劑回流控制效果。
這項專利技術基於對支撐劑的形狀、體積和表面進行優化以降低沉降速度。這種具有獨特形狀的支撐劑其重心和質心不能保持穩定， 因而其在沉降的過程中會翻轉和振動。 圖 2 展示了該設計的一個例子。