郭建春教授帶著團隊做實驗驗証。

一塊石頭，能流出油和氣嗎？在石油人眼裡，答案是“可以”。隻不過這樣的石頭埋在深達幾千米的地下，又硬又致密，油氣藏在肉眼看不見的微小孔隙裡。

怎麼辦？得用一套名為“壓裂”的技術，給油氣“修條路”——用高壓泵往地下注壓裂液，把岩石壓出密密麻麻的裂縫，再往縫裡塞砂子作為支撐，一條條“油氣公路”就建成了。深埋地下石隙的油氣可以順著這些“路”匯入井筒，最終變成家用的天然氣、車用的汽油。

西南石油大學校長、油氣藏地質及開發工程全國重點實驗室主任郭建春團隊，研究的就是怎麼在地下更好地“修路”這件事。憑借在油氣增產改造領域的突出貢獻，2026年5月30日，郭建春獲得第四屆全國創新爭先獎章。

地下輸運的突破

出新構想，破老難題

目前，我國原油年消費量超過7億噸，天然氣年消費量也超過4000億立方米。向深地、非常規油氣要產量，已經成為必啃的“硬骨頭”。

壓裂便是啃下這些“硬骨頭”的核心技術。據測算，一口非常規油氣井壓裂需要用到數萬立方米的壓裂液。但郭建春團隊經過地下取芯、多元監測發現，前期花大代價在地下修的路“沒修到預想的那麼好”。

郭建春直言，團隊發現前期壓裂技術存在尷尬的困境：在其中三分之一的岩層，壓裂液順著現有的大裂縫“抄近道”，無法全部到達目標區域﹔還有三分之一區域，壓裂液體雖然抵達，但支撐縫隙的砂子無法到達裂縫遠端，裂縫容易重新閉合。這也就造成單口油氣井生產效率低，累計產量不理想。

2020年，郭建春團隊提出了“全域支撐壓裂”的新構想，將地下大、中、小各級裂縫全部打通、全程支撐，形成一張全覆蓋、高貫通、不易坍塌的油氣“高速路網”。

要實現這一構想，仍需破解難題：用於支撐的砂子，怎麼“跑攏”裂縫遠端？由於砂子比水重，在傳統支撐劑輸運理論中，顆粒容易沉底，形成密實的砂堆，裂縫被支撐的高度不足，油氣流動受限。

郭建春團隊提出了“支撐劑－纖維團簇輸運理論”，利用自研懸砂曳絲將砂粒裹成獨立的團簇，就像給砂粒安裝“降落傘”來減緩沉底，讓其可以被輸送至裂縫遠端，此外，這樣的團簇還能提升裂縫的支撐高度，團簇內和團簇間的縫隙也更利於油氣流動。

該技術在中江氣田江沙318井區首次應用，實現日產20萬立方米天然氣，盤活了整片原本難以動用的致密氣區塊。目前，這項技術已在全國400多口井上應用，被納入中石油“十五五”期間非常規油氣壓裂領域重點推廣工程技術。

油氣井上的摸索

從一線來，回一線用

技術的突破從來不是一路坦途。對郭建春來說，支撐他一路摸索至今的，是經年累月的一線經驗積累。

1998年，郭建春博士研究生畢業，便去了中石化西北油田參加油田會戰。那段時間，他幾乎天天泡在井場上，“書本上的東西和地底下差得太遠。”郭建春說，那三年讓他真正理解了什麼叫“坐在油氣井上做科研”，也因此收獲了工程實戰經驗。

2002年江漢盆地油氣井遇到了壓裂酸化難題，郭建春帶著團隊去“會診”，開出了常規酸化方案的“藥方”，結果第一口井就失敗了。“人家本來每天還有5噸油產量，我弄得隻產1噸了。”他回憶，那會兒壓力特別大。

經過大量的實驗和理論研判，郭建春發現該區塊地層鈣質含量極高、天然微裂隙發育，常規酸化理論用起來“水土不服”。於是，他打破原有基質酸化理論界限，提出“網絡裂縫酸化”新思路。

為了保証新工藝施工質量，他日夜蹲守井場盯現場排液和數據監測。有一天，抽汲過程中高壓氣流突然頂上來，鋼絲繩帶著鋼抽從井筒猛地向上彈射，幾十公斤的鋼抽呼嘯著掠過頭頂。幸虧同事一把將他按到儲液罐掩體后面，才躲過一劫。這次險情讓郭建春刻骨銘心：再好的技術方案，也離不開嚴苛的現場質量管控和安全生產規范。

如今郭建春帶領20名教師和研究人員、90余名碩博研究生，堅持“理論研究—技術研發—工業應用”的模式，把從一線來的問題逐步攻克，再將理論應用回一線，“油氣井不會說謊，有沒有效果，產量說了算。”郭建春說。

上下聯動的未來

裝上“大腦”，打破“黑箱”

當前壓裂作業，地面可以做到無人化智能操控，但在地下幾千米深的岩層裡，裂縫往哪裡延伸、縫開到多寬，依舊是“黑箱”，需靠監測數據回頭復盤，屬於“事后看病”。

能不能在地下裝上“眼睛和大腦”，讓“修路”的過程更可控？郭建春團隊已經把目光投向下一代技術：建立地下地面聯動的壓裂智能體，目標是實現壓裂的“事前精心設計、事中實時診療、事后准確復盤”。

關於這項技術，郭建春描述了這樣一個場景：往地下壓裂液和砂子中加入特殊感知材料，相當於給攜砂流體裝上感知的“眼睛”，實時捕捉地下裂縫的延伸動向﹔將感知數據傳回地面，交給大模型、專家系統快速運算決策。如果發現壓裂液涌向一條老裂縫，系統就能自動下達指令投入暫堵材料，把“老路”堵住，盡可能地確保壓裂液流向還未打開通道的油氣富集區域，“一邊施工一邊感知，一邊動態調整造縫方案，就像有地下智能手術機器人，實時掌握病灶變化，動態調整手術方案。”

“想法很美好，但現實挑戰重重。”郭建春坦言，目前最大短板在於，地下復雜環境的實時感知手段不足，油氣行業相關數據積累不夠，還需要電子、材料、人工智能多學科交叉協同攻關。國內專門深耕這個方向的團隊還很少，國外頭部油服企業雖有初步探索，也沒有成熟商業化產品。

團隊已組建智能專項小組，積累數據構建初步的專家系統模型。“這條路肯定很難，但我們堅信方向是對的。”郭建春表示，如果壓裂智能體真正走向成熟，將再次改寫我國非常規油氣開採模式，更好地守護國家能源安全。

□四川日報全媒體記者 蘭珍 文/圖