地下千米以深，油气在仅有发丝万分之一的页岩孔隙里如何流动？高压注水造缝后，裂缝又将往何处延伸？这些“地下迷宫”，被中国石油大学（北京）克拉玛依校区科研团队成功破解，相关研究于近日获得2025年度新疆科学技术奖自然科学奖一等奖。
科研团队经过数年攻关，完成了“非常规油气储层水力压裂多尺度多场耦合智能表征及其应用”项目，从流动机理到裂缝扩展再到智能决策，形成了自主可控的完整技术链。
该团队成员戴佳成告诉记者，长期以来，关键机理难以直接观测验证、模型精度不足、现场适用性不强，成为摆在非常规油气开发面前的“三座大山”。他们扎根油田一线寻找突破口。
在肉眼无法察觉的纳米级孔隙里，油气流动呈复杂非线性特征。团队揭示了微纳限域效应，攻克了页岩吸附量精确测量难题，建立覆盖纳米级基质孔、微米级天然裂缝直至米级人工裂缝的多尺度流动模型，将地下油气的流动情况精细刻画了出来。
页岩内部不同位置的力学性质千差万别，裂缝既可能张开也可能发生剪切错动。为了探索裂缝向何处发育，团队创建了百微米级分辨率的细观力学表征方法，揭示了拉张—剪切复合扩缝机理，高度还原了复杂裂缝在地下三维空间中的延伸过程。“这好比给地层做了一次高精度‘CT’，裂缝如何延展、能织出多大缝网，变得可计算、可预测。”戴佳成说。
基于理论和数据基础，团队将地质、力学与人工智能技术深度交叉，建立机理与数据联合驱动的智能优化方法，研发出智能压裂软件平台。压裂前，平台系统能自动优化段簇布置、液量、砂量等关键参数，为每口井量身定制方案；施工中，平台系统能够实时分析压力、排量等数据，动态辅助工程人员调整策略，让压裂拥有了“智慧大脑”。
如今，该团队相关成果有力支撑了国内多个油田智能压裂平台建设，并在国家级页岩油气示范区现场应用，平均单井日油气产量较同层位邻井显著提升。该项目第一完成人田守嶒表示，下一步，团队将继续面向国家能源安全重大需求，推动成果在更多复杂储层和重点区块落地应用，为油气高效、绿色、智能开发贡献科技力量。
地下千米以深，油气在仅有发丝万分之一的页岩孔隙里如何流动？高压注水造缝后，裂缝又将往何处延伸？这些“地下迷宫”，被中国石油大学（北京）克拉玛依校区科研团队成功破解，相关研究于近日获得2025年度新疆科学技术奖自然科学奖一等奖。
科研团队经过数年攻关，完成了“非常规油气储层水力压裂多尺度多场耦合智能表征及其应用”项目，从流动机理到裂缝扩展再到智能决策，形成了自主可控的完整技术链。
该团队成员戴佳成告诉记者，长期以来，关键机理难以直接观测验证、模型精度不足、现场适用性不强，成为摆在非常规油气开发面前的“三座大山”。他们扎根油田一线寻找突破口。
在肉眼无法察觉的纳米级孔隙里，油气流动呈复杂非线性特征。团队揭示了微纳限域效应，攻克了页岩吸附量精确测量难题，建立覆盖纳米级基质孔、微米级天然裂缝直至米级人工裂缝的多尺度流动模型，将地下油气的流动情况精细刻画了出来。
页岩内部不同位置的力学性质千差万别，裂缝既可能张开也可能发生剪切错动。为了探索裂缝向何处发育，团队创建了百微米级分辨率的细观力学表征方法，揭示了拉张—剪切复合扩缝机理，高度还原了复杂裂缝在地下三维空间中的延伸过程。“这好比给地层做了一次高精度‘CT’，裂缝如何延展、能织出多大缝网，变得可计算、可预测。”戴佳成说。
基于理论和数据基础，团队将地质、力学与人工智能技术深度交叉，建立机理与数据联合驱动的智能优化方法，研发出智能压裂软件平台。压裂前，平台系统能自动优化段簇布置、液量、砂量等关键参数，为每口井量身定制方案；施工中，平台系统能够实时分析压力、排量等数据，动态辅助工程人员调整策略，让压裂拥有了“智慧大脑”。
如今，该团队相关成果有力支撑了国内多个油田智能压裂平台建设，并在国家级页岩油气示范区现场应用，平均单井日油气产量较同层位邻井显著提升。该项目第一完成人田守嶒表示，下一步，团队将继续面向国家能源安全重大需求，推动成果在更多复杂储层和重点区块落地应用，为油气高效、绿色、智能开发贡献科技力量。
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