地宫寻路星霜淬剑，科研尖兵铸就FrSmart锋芒。

2018年5月28日，习近平总书记在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会开幕会上发表的讲话中提出“实现关键核心技术自主可控”的战略目标，强调“在关键领域、卡脖子的地方下大功夫，集合精锐力量，作出战略性安排，尽早取得突破”。近年来，我国加强了关键核心技术攻关，推进高水平科技自立自强，一大批具有自主知识产权的软件和装备异军突起，已见成效。这其中，由中国石油勘探开发研究院（下简称“勘探院”）牵头攻关研发的地质工程一体化压裂优化设计软件FrSmart，是一款投入人员少、研发进展快、功能全面的关键核心技术产品。

2018年，以国家战略需求为导向，中国石油发挥集团优势，组织由勘探院牵头的“跨板块、跨学科、跨专业”联动出击的研发团队，经过七年来的科研攀登，成功研发了国内首套压裂优化设计软件平台—FrSmart，1.0Beta单井版、1.0多井版、2.0GPU提速版，并陆续上线投产，实现了压裂工艺的定量化、可视化和一体化模拟，核心技术100%自主可控。软件突破非平面三维裂缝模拟、复杂人工裂缝模拟、四维地应力模拟等11项关键技术卡点，九大核心功能形成完整工作链，实现从方案设计到现场决策的无缝衔接，突破传统软件功能单一的限制，通过50多项功能矩阵，为用户提供“压前分析—力学建模—仿真模拟—优化设计—效益评估—在线决策”一站式软件解决方案。截至2025年9月底，国内主要油气田企业、科研院所、高校等安装了FrSmart软件2000余套；在常规储层、页岩储层、碳酸盐岩储层、煤岩气储层等资源领域示范应用超万余段层。

2024年，《大型地质工程一体化压裂软件实现国产化替代与工业化应用》，入选中国石油当年度十大科技进展。

压裂黑马破茧起

国产利剑破壁出

我国油气资源已进入常规和非常规并重的开发阶段，其中，‍低渗透和非常规油气资源规模巨大。压裂技术，就是让这些“看不见的宝藏”重见天日的重要手段。

在油气勘探开发领域，压裂技术被誉为打开地下宝藏的“金钥匙”。然而，压裂优化设计这项关键核心技术长期被国外垄断，我国每年要投入巨额资金用于压裂软件的采购与维护：进口软件价格高昂，更有数据安全隐患……最为严峻的是，我国有着复杂多变的地质条件，常常让进口软件“水土不服”，无法发挥应有的作用，影响到正常的生产运营。

“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的！”习近平总书记的铿锵话语，振聋发聩，激发了中国石油擂起软件科技自主创新的进军战鼓。用“中国芯”替代进口软件，不仅是时代的呼唤，更是国家使命。压裂软件自主研发之路势在必行。

2018年10月，勘探院挺身而出，接下《FrSmart压裂系统软件与趾端滑套等新工具研发与应用》课题，正式启动FrSmart软件预研任务，拉开了工业化压裂优化软件国产化的序幕。

地下是一个陌生而复杂的世界。只有采取有效措施，才能将地下的油气资源抽取到地面。FrSmart 是一款帮助人们认识地下状况的软件。这个软件可以通过对地下非平面裂缝、含天然缝的复杂裂缝等复杂情况的三维模拟，进行地质工程一体化的压裂优化设计，便可以有针对性地制定有效而合理的压裂方案，提高压裂储层改造设计的效率和准确性。

软件开发尤其是油气勘探开发的软件开发，一直是国内的弱项，核心技术攻关如同攀登险峰。压力和困难，更加激起中国石油人的斗志：要在国外软件重重包围下，攻克非平面裂缝模拟、四维地应力模拟等关键技术难关，开辟出一条适合中国国情的工业化的软件之路，是每一位研发人员的心声。

在储层改造首席技术专家王欣教授的带领下，项目研发团队达成了“压裂优化设计软件，必须既能满足当前急需的非常规油气储层体积压裂优化设计需求，又能兼容常规储层水力压裂优化设计需求；既能在保障软件实用性的同时，又能保障软件的先进性和可持续生长性；既能支撑当下，又能引领未来”的共识，他们从软件研发顶层设计规划入手，迅速在软件框架设计、理论模型、算法优化等方面取得突破性进展。

2020年6月，国家部署补强能源技术短板的任务，中国石油集团公司将《体积压裂优化设计软件》列为关键核心技术攻关项目，FrSmart软件项目的开发研究驶入快车道。2022年1月，FrSmart1.0Beta版在北京发布，首次实现国产压裂软件单井模拟零的突破。随后，FrSmart 1.0（平台多井版）、FrSmart 2.0（GPU提速版）相继面世，9大模块50余项功能实现了储层“压前—压中—压后”全场景的定量化、可视化、一体化模拟，保障着非常规油气增产全生命周期的优化与评估。

拥有100%的核心技术自主权和全天候适应各种复杂状况的FrSmart系列软件，让饱受“卡脖子”之苦的中国油气产业扬眉吐气，终于摆脱了压裂技术靠进口的掣肘。从常规砂岩储层的直井分层、水平井分段压裂，到非常规储层考虑三维非均质应力场、层理、天然裂缝等复杂地质特征的水平井分段多簇压裂，FrSmart实现了适应国内复杂储层特征与多样化工艺技术的仿真模拟与方案优化，用“中国方案”攻克了储层开发难题。如今，这套凝结着中国石油科研工作者智慧的软件，正以每年优化超万层段压裂作业的效率，为中国油气增储上产注入强劲动能。

技术突围战鼓擂

同心攻坚展担当

七年来，FrSmart1.0Beta版、FrSmart1.0（平台多井版）和FrSmart2.0（GPU提速版）一路走来历经风雨坎坷，是FrSmart压裂软件研发攻关团队的攻坚史、奉献录。历经2000多个星移斗转，研发人员凭借“科技的饭碗要端在自己手里”的信念和勇于挑战的“亮剑”精神，为国家交上一份写满中国石油情的创新成绩单。

最初成立于2018年的FrSmart压裂软件研发攻关团队，由勘探院牵头，联合昆仑数智、东方物探等9家单位，汇聚地质、工程、计算机等10余个专业领域的百余名业务骨干集结到项目组，在勘探院主研团队的带领下，踏上以预研成果为基础，加速压裂软件研发进程，打造储层改造科技事业“中国芯”的创新之路。

这是一支“三跨”（跨板块、跨学科、跨专业）的老、中、青“三结合”队伍，里面有见证新中国石油工业发展的资深地质专家、有海外深造归国的青年才俊，还有具有丰富一线工作经验的技术骨干，他们经历不同、工种各异，却共同拥有着“世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位”的目标，拥有着科技报国的雄心壮志。

“专家智囊+自主实现”是科研团队的创新研究模式。老专家指点研究方向、中年研究人员主导项目实施、年轻人员冲锋陷阵，开辟程序计算新赛道……独特、开放、包容的科研环境，让研究人员激情迸发。无数个日夜，研究人员吃住在计算机机房，解决技术难题；穿梭于实验室与油田之间，记录数据验证设计方案，键盘敲击声与难点讨论声交织成项目攻关的前进旋律，硬是把国外软件数十年积累的技术鸿沟，化作中国石油人的脚下坦途。

技术研讨、内部沙龙、头脑风暴，院士、专家、学者的思想火花汇聚成无数个创新灵感。跨代际、跨学科专家的精诚协作，成为团队攻坚克难、屡战屡胜的“法宝”。

2023年底，中国石油勘探开发研究院副院长付永强担任FrSmart软件项目攻关的项目长和团队带头人，在他的带领下，从数字建模、代码编写到应用推广及后期的技术支撑的研发，均实现了崭新的跨越。“国家有了自主研发的压裂软件，结束了长期依赖国外软件的被动局面。但油气开发是一项长期事业，我们要根据不同的油田特性来进行软件调整，让它的应用范围不断扩大，能解决不同的个性化问题。所以，我们现在正朝着从有到精这个方向走。”付永强怀着对油田开发事业的赤胆忠心，昂然应对各种挑战。

作为技术研究执行层面负责人之一，杨立峰负责软件开发的整体把控协调。“人工智能技术赋能压裂开发，将提升我们的设计效率及效果。借助云上资源，解决用户在硬件配置上的痛点问题；将交互式的操作引入网页端……这都是未来我们需要去探索的方向。”与团队同事一路“过关斩将”的杨立峰，目标是打造更先进、更好用、更美观的软件。

还有全程参与项目攻关的青年女专家刘哲、负责裂缝扩展模拟核心模块研发的范濛、负责压力测试板块的研发工作及现场应用测试工作的一级工程师卢海兵、有着丰富的商业软件研发经验的地质力学专家王刚、负责三维地质建模模块的研发和压前分析模块研发的90后袁立山和刘浩……

短短七年里，科研团队对标国际最先进的商业化软件，采用国际上最先进的地质工程一体化技术路线，在开发过程中不断推动软件持续迭代升级，使FrSmart成为中国首个公开发布和商业化销售的压裂优化设计软件，实现了从无到有、从有到优、从技术空白到国际领先的迭代升级，彰显科研人员的石油智慧。

中国石油科研人员将国产压裂软件从跟跑者蜕变为行业领跑者，他们用行动证明：创新不在口号里开花，而是在攻坚中结果。

智能软件涅槃生

数字赛道领跑者

FrSmart软件攻克了11项核心技术卡点，实现了总体架构的顶层设计，攻克了全隐式非平面全三维裂缝模拟、亿级规模非对称稠密矩阵GPU并行求解等关键核心算法卡点，达到了国际领先水平；研发的三维地质力学和压后产能模拟的双向动态耦合技术，完成了从三维静态向四维动态地应力场模拟的跨越……

“再先进的软件，也必须经得起油井现场的‘实战’检验。”“软件不是实验室里的玩具，必须经得起油井现场的‘实战’检验。”

从FrSmart软件项目攻关开始，高瞻远瞩、放眼全局的项目设计师们，便提前预判，将项目组分为研发、测试、推广应用三个组，将最新研究成果第一时间应用到油气勘探设计的实践中，并及时获取第一手数据，对软件进行完善、更新和迭代升级。虽然是一个软件项目的开发研究，其过程无异于一场轰轰烈烈的“战争”，从中可看出中国石油大兵团作战的实力与魄力。研发团队以北京研究中心为主战场，同时将分战场扩散到国内各大油气田：有人在油田勘探现场，收集上千口油气井的施工数据、有人在实验室搭建“数字孪生”系统，将真实地质参数输入软件模型里，进行反复验证；有人研究出新的软件功能、有人在施工现场进行版本测试；有人在油田开展示范应用、有人根据反馈意见和建议进行软件优化与迭代……

FrSmart团队的创业之路充满艰辛，却始终步履铿锵。经过数百次的内部测试，多轮次的用户测试、第三方测试、行业专家测评、专家现场测试，FrSmart系列软件在国内油田非常规、低渗透等资源领域开展示范应用，形成软件快速升级优化迭代的开发—测试—应用闭环。

时隔FrSmart1.0Beta发布一年后，2023年11月23日，具有200余万行代码的FrSmart1.0版软件正式发布，这款软件由原来的单井模式升级到多井平台，经专业机构评测及上千用户测评与国际顶级商业化软件水平同步；非平面全三维裂缝模拟、嵌入式离散裂缝产能模拟等技术达到国际先进水平。其中，关键模块间的“一键式”成果信息，不仅准确程度提升，还将原先需要几天、几小时的工作，降至分、秒完成；裂缝模拟速度提升3至10倍；上线多重孔渗模拟器、三维地质力学建模模块，四维地应力模拟实现突破，新增几何法和聚类分析分段分簇和风险避射等功能……

面对人工智能、大数据、云计算等新技术的涌现，FrSmart软件的发展亦有了新布局。2025年9月18日，FrSmart 2.0GPU提速版闪亮登场，在北京正式发布，此时软件已具备了三维地质力学建模、套变风险分析、压前分析、人工裂缝模拟、压后产能模拟、经济评价、压裂测试、实施决策、数据库等9个模块。FrSmart软件为油田开发设计中需要解决的问题从“有没有用”，转变到“好不好用”。

时光荏苒，仿佛转眼间，FrSmart 系列软件一举破茧成蝶，跃升为市场宠儿。在四川盆地页岩气主战场YS112H5平台，面对单井液量总规模达33600立方米、支撑剂总规模达4190吨的高难度作业，油田技术人员借助FrSmart软件进行平台3口井拉链式压裂作业模拟和压后产能模拟，成功做出了裂缝全覆盖与产量最大化的优化方案。

在长庆深层煤岩气开发中，技术人员通过FrSmart软件模拟结果，形成提高净压力有助于沟通更多天然裂缝、扩大改造面积，以及射孔聚能对增大裂缝延伸范围的作用的认识，并为深层煤岩气聚能压裂工艺设计与现场实施提供了关键指导，有效地提升了煤岩气产量与采收率。

期间，FrSmart系列软件应用到了油气田企业、科研院所、高等院校，在吉林、新疆、中原等油田和西南油气田的页岩油气、致密油气、煤岩气等资源领域，压裂设计中应用万余段层，效果良好；累计培训学员1500余人次。同时，研发团队还与石油类高校签订FrSmart软件的联合测试协议，依托平台数据、人才、技术与高校前沿领域尖端科技力量，共同完成技术迭代。

“展望未来，FrSmart软件将深度融合大数据与机器学习技术，构建智能压裂优化模型；打破部门间数据壁垒，实现勘探、开发、工程等环节数据实时共享与深度交互，构建全生命周期油气开发数字化生态系统；不断探索新算法与硬件加速技术融合路径，持续提升软件计算效率与精度……”

代码纵横描地网，油龙腾跃写华章。当国产压裂软件在地下激发出澎湃能量时，中国石油科技人满怀破局者的勇气与担当，正在中国油气工业的强国之路上，继续阔步前行。