在几千米深的地下，他们为油气“修高速”丨科创未来

四川在线记者 兰珍 文/图

一块石头，能流出油和气吗？在石油人眼里，答案是“可以”。只不过这样的石头埋在深达几千米的地下，又硬又致密，油气藏在肉眼看不见的微小孔隙里。

怎么办？得用一套名为“压裂”的技术，给油气“修条路”——用高压泵往地下注压裂液，把岩石压出密密麻麻的裂缝，再往缝里塞砂子作为支撑，一条条“油气公路”就建成了。深埋地下石隙的油气可以顺着这些“路”汇入井筒，最终变成家用的天然气、车用的汽油。

西南石油大学校长、油气藏地质及开发工程全国重点实验室主任郭建春的团队，研究的就是怎么在地下更好地“修路”这件事。凭借在油气增产改造领域的突出贡献，2026年5月30日，郭建春获得第四届全国创新争先奖章。

郭建春教授调试设备

地下输运的突破：出新构想，破老难题

目前，我国原油年消费量超过7亿吨，天然气年消费量也达4000多亿方。向深地、非常规油气要产量，已经成为必啃的“硬骨头”。

压裂便是啃下这些“硬骨头”的核心技术。据测算，一口非常规油气井压裂需要用到数万方的压裂液。但郭建春团队经过地下取芯、多元监测发现，前期花大代价在地下修的路“没修到预想的那么好”。

郭建春直言，团队发现前期压裂技术存在尴尬的困境：在其中三分之一的岩层，压裂液顺着现有的大裂缝“抄近道”，无法全部到目标区域；还有三分之一区域，压裂液体虽然抵达，但支撑缝隙的砂子无法到达裂缝远端，裂缝容易重新闭合。这也就造成单口油气井生产效率低，累计产量不理想。

2020年，郭建春团队提出了“全域支撑压裂”的新构想，将地下大、中、小各级裂缝全部打通、全程支撑，形成一张全覆盖、高贯通、不易坍塌的油气“高速路网”。

要实现这一构想，仍需破解难题：用于支撑的砂子，怎么“跑拢”裂缝远端？由于砂子比水重，在传统支撑剂输运理论中，颗粒容易沉底，形成密实的砂堆，裂缝被支撑的高度不足，油气流动受限。

郭建春团队提出了“支撑剂—纤维团簇输运理论”，利用自研悬砂曳丝将砂粒裹成独立的团簇，就像给砂粒安装“降落伞”来减缓沉底，让其可以被输送至裂缝远端，此外，这样的团簇还能提升裂缝的支撑高度，团簇内和团簇间的缝隙也更利于油气流动。

该技术在中江气田江沙318井区首次应用，实现日产20万方天然气，盘活了整片原本难以动用的致密气区块。目前，这项技术已在全国400多口井上应用，被纳入中石油“十五五”期间非常规油气压裂领域重点推广工程技术。

油气井上的摸索：从一线来，回一线用

技术的突破从来不是一路坦途。对郭建春来说，支撑他一路摸索至今的，是经年累月的一线经验积累。

1998年，郭建春博士研究生毕业，便去了中石化西北油田参加油田会战。那段时间，他几乎天天泡在井场上，“书本上的东西和地底下差得太远。”郭建春说，那三年让他真正理解了什么叫“坐在油气井上做科研”，也因此收获了工程实战经验。

2002年江汉盆地油气井遇到了压裂酸化难题，郭建春带着团队去“会诊”，开出了常规酸化方案的“药方”，结果第一口井就失败了。“人家本来每天还有5吨油产量，我弄得只产1吨了。”他回忆，那会儿压力特别大。

经过大量的实验和理论研判，郭建春发现该区块地层钙质含量极高、天然微裂隙发育，常规酸化理论用起来“水土不服”。于是，他打破原有基质酸化理论界限，提出“网络裂缝酸化”新思路。

郭建春教授带着团队学生在做实验验证

为了保证新工艺施工质量，他日夜蹲守井场盯现场排液和数据监测。有一天，抽汲过程中高压气流突然顶上来，钢丝绳带着钢抽从井筒猛地向上弹射，几十公斤的钢抽呼啸着掠过头顶。幸亏同事一把将他按到储液罐掩体后面，才躲过一劫。这次险情让郭建春刻骨铭心：再好的技术方案，也离不开严苛的现场质量管控和安全生产规范。

如今郭建春带领20名教师和研究人员、90余名硕博研究生，坚持“理论研究—技术研发—工业应用”的模式，把从一线来的问题逐步攻克，再将理论应用回一线，“油气井不会说谎，有没有效果，产量说了算。”郭建春说。

上下联动的未来：装上“大脑”，打破“黑箱”

当前压裂作业，地面可以做到无人化智能操控，但在地下几千米深的岩层里，裂缝往哪里延伸、缝开到多宽，依旧是“黑箱”，需靠监测数据回头复盘，属于“事后看病”。

能不能在地下装上“眼睛和大脑”，让“修路”的过程更可控？郭建春团队已经把目光投向下一代技术：建立地下地面联动的压裂智能体，目标是实现压裂的“事前精心设计、事中实时诊疗、事后准确复盘”。

关于这项技术，郭建春描述了这样一个场景：往地下压裂液和砂子中加入特殊感知材料，相当于给携砂流体装上感知的“眼睛”，实时捕捉地下裂缝的延伸动向；将感知数据传回地面，交给大模型、专家系统快速运算决策。如果发现压裂液涌向一条老裂缝，系统就能自动下达指令投入暂堵材料，把“老路”堵住，尽可能地确保压裂液流向还未打开通道的油气富集区域，“一边施工一边感知，一边动态调整造缝方案，就像有地下智能手术机器人，实时掌握病灶变化，动态调整手术方案。”

“想法很美好，但现实挑战重重。”郭建春坦言，目前最大短板在于，地下复杂环境的实时感知手段不足，油气行业相关数据积累不够，还需要电子、材料、人工智能多学科交叉协同攻关。国内专门深耕这个方向的团队还很少，国外头部油服企业虽有初步探索，也没有成熟商业化产品。

团队已组建智能专项小组，积累数据构建初步的专家系统模型。“这条路肯定很难，但我们坚信方向是对的。”郭建春表示，如果压裂智能体真正走向成熟，将再次改写我国非常规油气开采模式，更好地守护国家能源安全。