地质工程专业油藏工程教学内容优化设计

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　　[摘 要]本文基于地质工程专业油藏工程教学效果，通过分析地质工程专业课程设置情况，发现地质工程专业本科生对于目前油藏工程教学内容存在较多的不适应性。本文综合国内外相关高等院校以及石油公司对地质工程专业毕业生的需求，论证了地质工程专业油藏工程教学内容优化的可行性，提出地质工程专业油藏工程教学内容优化方法，并优化设计了地质工程专业油藏工程教学内容。
　　[关键词]地质工程;油藏工程;优化设计
　　[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）02-0048-03
　　现代石油工业从 1859 年算起已有 150 多年的历史，科技进步是推动石油工业快速发展的重要引擎。正是由于科技进步才使得石油工业从初期的资本竞争、规模竞争，最终发展为当前的人才竞争。科技发展促进了多学科交叉渗透，石油从业人员也从早期的单学科独立工作发展为当下多学科综合协调一体化工作局面，因此当下石油工作者必须具有多学科宽泛基础、跨学科综合应用能力。这就要求石油高等教育培养能力更强、多学科综合素质更高的石油从业人员。作为国内石油高等教育师资力量最强、综合排名第一的中国石油大学（北京）提出了“厚基础，宽专业”的教育理念，为增强我校毕业生竞争力提供了根本保证。
　　一、地质工程专业油藏工程课程的开设是油田开发实践的需要
　　石油工业早期，地质学家并不参与石油开发活动，而是交由石油工程师进行开发管理，油藏开发阶段地质工作仅处于“笼统大平均”水平。20世纪40年代以来，油田实施注水开发，给油田开发带来了历史性革命。由于油藏内部的非均质性对注水开发效率具有很大的控制作用，使得人们逐渐认识到在注水开发中必须深入地研究油藏地质问题，从而促进了开发地质学的产生和发展。长期的油田开发实践表明，油气藏开发地质学对于经济有效地开发油田、提高油田最终采收率具有至关重要的作用。
　　根据我国学科分类方案，结合我校实际情况，油气田开发地质归属于“地质资源与地质工程”一级学科之下的“地质工程”二级学科。作为一个综合性应用学科，油气藏开发地质涉及面较广，其内容可分为基础、核心、外延三大部分，相应的有三大类的系列课程（表1）。油藏工程作为油气田开发地质外延，我校地质工程专业将其列为专业选修课。
　　二、地质工程专业油藏工程教学内容现状分析
　　油藏工程作为我校石油工程专业的专业核心课程，其先修课主要有流体力学、工程热力学、渗流力学、传热学、物理化学、技术经济、油层物理、测井资料解释等课程，尤其是流体力学和渗流力学更是先期必修基础课。然而地质工程专业恰恰没有研修这两门课程，因此使得针对石油工程专业编写的教材及教学内容对地质工程专业就不十分匹配。目前石油工程专业指定油藏工程课程的参考教材是姜汉桥教授2006年编写的、由中国石油大学出版社发行的《油藏工程原理与方法》，该教材共分5章。第一章为油藏工程设计基础，主要讲述了7个问题，本章内容没有太多的理論推导和数学计算，数学基础比较薄弱的地质工程专业学生学习起来，应该没有问题。第二章为非混相驱替及注水开发指标计算，主要讲了6个问题，本章50%以上的内容为理论推导和数学计算，并且应用了较多的渗流力学结论。第三章为油藏动态监测原理与方法，主要讲述了12个问题，全部为理论推导和数学计算。其中前10个问题都是围绕“试井分析”展开，“试井分析”内容绝大部分是渗流力学的延伸和反问题求解，第11个问题探讨了“示踪剂”，第12个问题探讨了“生产测井”，这后两个问题对于地质工程专业学生而言，应该不难理解。第四章为油藏动态分析方法，主要讲了5个问题，本章内容依然应用了较多的渗流力学成果，且存在非常多的数学推导和计算。第五章为油藏管理，主要讲了6个问题，本章实际上是与工商管理专业交叉产生的一个新分支。为了拓宽石油工程专业学生视野，后续特别开设了油气藏经营与管理这门独立的课程。本章内容对地质工程专业而言，就显得没有实际意义。
　　经过以上分析可知，现行的油藏工程教材和教学内容，更多的是以渗流力学为基础引申展开，偏重于理论推导和数学计算。而对于地质工程专业而言，由于前期学习的数学课程较少，一般只修过高等数学和线性代数，如果以现行教材作为地质工程专业教学内容进行授课，学生学习难度之大显而易见;同时，这也不符合地质工程专业特点，对油藏工程的外延需求存在较大差异性。如此一来，就很难达到大纲规定的教学效果，难以实现地质工程专业学生培养之目标。这就要求我们必须针对地质工程专业的特点，对现行的油藏工程教学内容进行优化设计，重新构建新的教学体系内容，为拓宽地质工程毕业生的油藏工程基础和增强工作竞争力提供基本保证。
　　三、地质工程专业油藏工程教学内容优化设计的必要性分析
　　随着石油勘探开发一体化的快速推进以及科学技术的迅猛发展，作为我校王牌的地质工程专业，其学生培养模式也必须进行相应的调整和优化。结合“厚基础，宽专业”的教学改革理念，考虑到地质工程专业的实际需求和学科特点，应及时调整油藏工程课程教学内容。除了把最新的研究成果引入教学中之外，还应该重点考虑地质工程专业毕业生工作的实际需求，特别强调“解决油田开发中出现的实际地质问题”这一培养目标，使地质工程专业毕业生更好地适应当前石油工业对复合型人才的强烈需求。
　　首先就要加强和优化油藏工程教学内容，这就必须以地质工程专业需要为导向，以油气藏为对象，以解决油气藏开发过程中的地质问题为目标，以地质理论与生产实践相结合为手段，教授学生基本的油藏工程理论与方法，使学生掌握油田开发设计及油藏管理所必需的基本概念、基本知识和基本方法，培养学生应用基础理论和知识进行油田开发设计和开发动态分析与调整的初步能力。对地质工程专业学生而言，更重要的是应用这些基本方法解决油藏开发过程中出现的实际地质问题，而不是死抠这些方法的理论推导和计算。只有教会学生掌握解决油气藏开发中出现的地质问题的基本技能和方法，才能达到更好提高油气藏开发效果之目的，为适应石油工业的新需求提供基础保障。 　　近些年，随着大量非常规油气藏发现和投入开发，石油地质理论和油藏工程方法都得到了长足进步和迅猛发展，然而相关的最新研究成果在现行油藏工程教学内容中鲜有介绍。因此，必须依据地质工程的专业特点，以培养学生解决油气田开发过程中的实际地质问题的能力为目的，对油藏工程的教学内容进行加强和优化，从而使地质工程专业本科生的油藏工程基础得到强化，促使其更快成长为地质-工程复合型人才，使其具有更强的竞争力。
　　四、地质工程专业油藏工程教学内容优化方法
　　为了优化设计适合当前地质工程专业对油藏工程教学内容的最新需求，采取理论与实践相结合的方法开展研究。
　　第一层面，开展理论研究。首先，追踪国外最新教学成果，掌握国外有关情况。分别联系国外有关高校的知名教授、我校联合培养的研究生、我校联合培养的本科生，通过以上三個层次从业者对比分析国外开设油藏工程及类似课程的主要教学内容，准确把握该课程的国外动向。其次，分别调研了中国石油大学（华东）、中国地质大学（武汉）、西南石油大学、东北石油大学、长江大学等石油高校地质工程专业油藏工程及类似课程的主要教学内容和教学方法，掌握油藏工程在国内其他高校的发展动向。最后，聘请我校国家级精品课油矿地质学负责人和北京市精品课油藏工程负责人对我校地质工程专业油藏工程课程的教学内容和教学方法进行指导。
　　第二层面，深入矿场一线，开展实践研究。首先，充分利用每年石油公司来校招聘毕业生之际，通过与石油公司技术负责人深入交流和沟通，询问其对油藏工程课程教学方法的建议。其次，深入油田生产第一线，了解处于油田生产基层的地质工程毕业生对油藏工程的教学内容的需求。最后，通过召开不同年级、不同规模的学生恳谈会，利用“头脑风暴法”让学生畅所欲言、各抒己见，了解学生的兴趣，从更深层次和更多角度了解在校地质工程本科生对油藏工程教学内容的期望。
　　五、地质工程专业油藏工程教学内容优化设置方案
　　根据我校地质工程专业油藏工程教学内容优化设置的可行性和教学内容优化的方法，将我校地质工程专业油藏工程教学内容优化设计为8章内容，各章节设置如下：
　　第一章和第二章是基础。其中第一章为绪论，本章有3个教学内容，首先介绍石油工程的概念和基本教学内容，让学生对整个课程有一个大致了解;其次回顾油气藏形成的基本条件，增强学生对工作对象的理解;最后复习油藏岩石和流体物理性质，巩固和加深学生对油气藏的认识。这是一个承上启下的过渡章节。第二章为油藏工程设计基础，本章有3个教学内容，首先介绍油气田勘探开发程序，让学生对整个石油生产有一个了解，明确油藏工程在整个石油生产过程中的地位;其次介绍油藏投入开发前必须完成的工作和认识;最后从储量、驱动类型及特征、采收率等3个方面对油藏进行深入细致的评价，为油藏投入开发奠定基础。
　　第三章、第四章、第五章、第六章是油藏工程课程的核心内容。其中第三章主要介绍油藏开发方式，分别讲授油田开发总原则、开发层系划分、油田注水方式、开发井网部署、开发方案编制等重点内容。鉴于目前油田一般实施注水开发，因此第四章主要讨论水驱油理论，这一章有5个教学内容，分别是分流量方程、面积注水开发指标计算、注入水波及系数、剩余油饱和度测试、改善注水开发效果的水动力学方法。一旦油田投入开发，油田的开发过程是否按照我们预期设计的在进行，这就要求进行动态监测和动态分析，因此第五章主要介绍油藏动态监测原理和方法，主要有试井分析和生产测井2个核心内容。第六章主要介绍油藏动态分析方法，主要有动态分析内容、物质平衡方程、水驱特征曲线、产量变化规律4个重点内容。这四章内容是油藏工程的核心和重点，重点讲授了石油工程专业较多的理论推导方法，然而，对于地质工程专业而言，则应重点讲述这些方法的实际应用及应用条件。通过油藏动态分析和监测，如果暴露出油田没有按照预期设想在运行，就必须进行开发调整，这就是第七章的主要教学内容，主要讲述油藏变化、采油工艺调整、工作制度调整、驱动方式调整、开发层系调整、井网调整6个内容，其中油藏变化是依据最新科研成果增加的教学内容。第八章为复杂油田开发，主要介绍了目前新兴的油气藏开发特征及方式，包括低渗透油藏开发、致密油气开发、页岩油气开发、煤层气开发。这些内容主要是根据最近十几年非常规油气的兴起，根据最新研究成果设置的，在以前油藏工程教学内容里几乎没有涉及。
　　如果按照上述方案对地质工程专业油藏工程教学内容进行优化设置，不仅把复杂的理论推导计算大大简化了，而且补充了新兴的非常规油气开发技术。同时，一方面提高了学生学习兴趣，另一方面使课程教学内容更紧密地与生产实践相结合。
　　六、结论及建议
　　综合考虑国内外现行的地质工程专业油藏工程教学内容设置情况，对比分析我校地质工程专业当前油藏工程教学内容，论证了我校地质工程专业油藏工程教学内容和教学方法优化设置的可行性。基于石油企业、油田现场、石油工程在校本科生等多层次、多方面研究成果，结合我校实际情况，笔者提出了我校地质工程专业油藏工程课程教学内容调整和优化的可行性方案，以期对教学质量的提升有更多的帮助。
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　　[责任编辑：钟 岚]
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