在作为新资源而备受关注的页岩气钻探，以及作为全球变暖对策之一的二氧化碳地下封存等领域，使地下流体更易流动是实现高效作业的关键。其中，通过地面挖掘的竖井向数千米深的地下注入高压流体，并利用其压力破碎岩石，人工制造裂隙的水力压裂（Hydraulic Fracturing）法是一项关键技术。然而，在传统的水力压裂方法中，裂隙的方向受地下状态限制只朝单一方向延伸，无法向其他方向扩大。
对经过水力压裂的花岗岩试样制成的薄片进行紫外光照射拍摄的照片。可清晰地看到向三个方向延伸的裂隙。
日本东北大学流体科学研究所椋平祐辅副教授等人的研究团队，使用了粘度可随速度发生剧烈变化的、被称为“剪切增稠流体（Shear-thickening fluid）”的功能性流体，实施了花岗岩试样破碎实验，并成功实现了从试样上钻出的竖孔出发，向多方向延伸的裂隙。剪切增稠流体中，微细颗粒分散在溶剂中，受到外力作用会形成聚集体，由此产生的阻力使得粘度增大。而在地下环境中，流速加快时流体会暂时固化。研究团队认为，流体固化时会产生巨大压力，可以在多方向上制造裂隙。
此次开发的方法，不仅能够回收以往无法获取的地下资源，还能在如地热开发等资源储藏区分布不均的情况下，更易于到达储藏区，从而有望降低钻探成本。此外，在诸如近年来钻探深度不断加深的矿山开发中的安全对策等领域，该方法的应用也备受期待。（TEXT：中条将典）
原文：JSTnews 2025年6月号
翻译：JST 客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
论文：Creating Multidirectional Fractures through Particle Jamming
DOI：10.1016/j.ijrmms.2025.106051
