地下千米以深，油氣在僅有發絲萬分之一的頁巖孔隙里如何流動?高壓注水造縫后，裂縫又將往何處延伸?這些“地下迷宮”，被中國石油大學(北京)克拉瑪依校區科研團隊成功破解，相關研究于近日獲得2025年度新疆科學技術獎自然科學獎一等獎。
科研團隊經過數年攻關，完成了“非常規油氣儲層水力壓裂多尺度多場耦合智能表征及其應用”項目，從流動機理到裂縫擴展再到智能決策，形成了自主可控的完整技術鏈。
該團隊成員戴佳成告訴記者，長期以來，關鍵機理難以直接觀測驗證、模型精度不足、現場適用性不強，成為擺在非常規油氣開發面前的“三座大山”。他們扎根油田一線尋找突破口。
在肉眼無法察覺的納米級孔隙里，油氣流動呈復雜非線性特征。團隊揭示了微納限域效應，攻克了頁巖吸附量精確測量難題，建立覆蓋納米級基質孔、微米級天然裂縫直至米級人工裂縫的多尺度流動模型，將地下油氣的流動情況精細刻畫了出來。
頁巖內部不同位置的力學性質千差萬別，裂縫既可能張開也可能發生剪切錯動。為了探索裂縫向何處發育，團隊創建了百微米級分辨率的細觀力學表征方法，揭示了拉張—剪切復合擴縫機理，高度還原了復雜裂縫在地下三維空間中的延伸過程。“這好比給地層做了一次高精度‘CT’，裂縫如何延展、能織出多大縫網，變得可計算、可預測。”戴佳成說。
基于理論和數據基礎，團隊將地質、力學與人工智能技術深度交叉，建立機理與數據聯合驅動的智能優化方法，研發出智能壓裂軟件平臺。壓裂前，平臺系統能自動優化段簇布置、液量、砂量等關鍵參數，為每口井量身定制方案;施工中，平臺系統能夠實時分析壓力、排量等數據，動態輔助工程人員調整策略，讓壓裂擁有了“智慧大腦”。
如今，該團隊相關成果有力支撐了國內多個油田智能壓裂平臺建設，并在國家級頁巖油氣示范區現場應用，平均單井日油氣產量較同層位鄰井顯著提升。該項目第一完成人田守嶒表示，下一步，團隊將繼續面向國家能源安全重大需求，推動成果在更多復雜儲層和重點區塊落地應用，為油氣高效、綠色、智能開發貢獻科技力量。
