《油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)》課程教學(xué)改革探討

尹艷樹,尹太舉 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北荊州434023)

《油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)》是石油專業(yè)中一門核心專業(yè)選修課程,其直接面向油田生產(chǎn)實(shí)踐,強(qiáng)調(diào)綜合應(yīng)用沉積學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)以及數(shù)學(xué)地質(zhì)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科知識(shí)及新理論描述儲(chǔ)層特征、分析油氣生產(chǎn)狀況、解決油田生產(chǎn)矛盾、優(yōu)化油田生產(chǎn),以達(dá)到高效開發(fā)油藏的目的[1]。由于該課程涉及眾多專業(yè)核心課,突出綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的能力。如何提高教學(xué)效果,保障教學(xué)質(zhì)量,需要認(rèn)真思考和總結(jié)。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,提出了 《油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)》課程教學(xué)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

1 梳理教學(xué)框架,構(gòu)筑教學(xué)要點(diǎn)

《油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)》是一門綜合性和實(shí)用性都很強(qiáng)的學(xué)科,涉及學(xué)科內(nèi)容多,而且注重與油田生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合。如何將眾多教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理,突出教學(xué)框架的層次性,構(gòu)筑教學(xué)要點(diǎn),是提高教學(xué)效果和保障教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。為此,對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容和體系進(jìn)行了詳細(xì)分析研究,梳理出課程教學(xué)框架和教學(xué)要點(diǎn),主要包括以下4個(gè)方面。

1.1 儲(chǔ)層的形成

關(guān)于儲(chǔ)層的形成問(wèn)題,應(yīng)重點(diǎn)講述不同儲(chǔ)層形成的構(gòu)造及水動(dòng)力等特征、沉積儲(chǔ)層的特征、識(shí)別標(biāo)志以及與油氣藏的關(guān)系。教師在講授過(guò)程中應(yīng)注重師生互動(dòng),使學(xué)生通過(guò)對(duì)已學(xué)知識(shí) (石油學(xué)科的核心課程 《沉積巖石學(xué)》)重新回顧,加深對(duì)儲(chǔ)層成因的認(rèn)識(shí)和理解。

1.2 儲(chǔ)層的表述

儲(chǔ)層的表述問(wèn)題是該課程的核心部分,重點(diǎn)包括4個(gè)方面:①需要描述儲(chǔ)層哪些內(nèi)容 (特征);②儲(chǔ)層描述需要哪些資料基礎(chǔ);③儲(chǔ)層描述的方法和技術(shù);④不同儲(chǔ)層特征影響因素及其相互關(guān)系。在講授過(guò)程中,首先圍繞前3個(gè)方面展開教學(xué)。即先列出講授內(nèi)容,如儲(chǔ)層非均質(zhì)性和需要利用滲透率計(jì)算儲(chǔ)層非均質(zhì)性程度的表征參數(shù),然后由此引出描述資料基礎(chǔ)從何而來(lái),在此基礎(chǔ)上再講述滲透率非均質(zhì)性程度計(jì)算公式如變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)和極差等。最后,提出儲(chǔ)層非均質(zhì)性影響因素。這樣讓學(xué)生了解沉積因素、成巖因素、構(gòu)造因素等對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性影響。通過(guò)對(duì)講授內(nèi)容進(jìn)行梳理,使講課內(nèi)容層次清晰,便于學(xué)生理解和掌握,另一方面啟發(fā)學(xué)生思維,學(xué)會(huì)聯(lián)系所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行綜合分析。

1.3 儲(chǔ)層特征對(duì)油藏開發(fā)的影響

儲(chǔ)層特征對(duì)油藏開發(fā)的影響也是該課程的核心部分,相對(duì)于儲(chǔ)層的表述問(wèn)題偏重于理論,儲(chǔ)層特征對(duì)油藏開發(fā)的影響則偏重于實(shí)踐。如何將理論研究與實(shí)踐生產(chǎn)相結(jié)合就成為課程講授重點(diǎn)。為此,教師在備課時(shí)應(yīng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜索相關(guān)資料并加入到講義中,同時(shí)教師應(yīng)結(jié)合自身科研實(shí)例。例如在講授儲(chǔ)層敏感性時(shí),可通過(guò)某油田開發(fā)過(guò)程中粘土礦物百分含量變化、滲透率的變化以及某油田酸化措施提高油氣產(chǎn)量等實(shí)例引出儲(chǔ)層敏感性的概念。這樣很容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使其獲得儲(chǔ)層敏感性直觀認(rèn)識(shí),深刻理解儲(chǔ)層特征對(duì)油藏開發(fā)影響。

1.4 油氣儲(chǔ)層的高效開發(fā)

針對(duì)油氣儲(chǔ)層高效開發(fā)內(nèi)容,教師應(yīng)主要講解綜合性分析方法,即通過(guò)儲(chǔ)層成因、儲(chǔ)層特征以及儲(chǔ)層特征可能造成的開發(fā)問(wèn)題的分析,提出避免儲(chǔ)層傷害、高效開發(fā)儲(chǔ)層的措施。

2 注重實(shí)踐教學(xué),突出實(shí)踐效果

《油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)》課程教學(xué)主要面對(duì)本科大四學(xué)生及研究生,其所講授的理論和方法與生產(chǎn)緊密結(jié)合,是即學(xué)即用型課程。因此,應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。在講授過(guò)程中,實(shí)踐環(huán)節(jié)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)課程教學(xué)的對(duì)象 (主要是資源工程和地質(zhì)專業(yè)本科生),主要安排以下幾方面的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

2.1 儲(chǔ)層沉積微相研究

儲(chǔ)層沉積微相研究是最基礎(chǔ)的地質(zhì)研究?jī)?nèi)容,對(duì)了解儲(chǔ)層成因和分布有重要意義。通過(guò)儲(chǔ)層沉積微相研究實(shí)踐,讓學(xué)生掌握儲(chǔ)層沉積微相研究方法和流程,能夠分析儲(chǔ)層微相特征、建立相模式和理解儲(chǔ)層成因。為此,應(yīng)專門收集不同油田、不同沉積環(huán)境的實(shí)際巖心和測(cè)井資料并提供給學(xué)生進(jìn)行研究。從實(shí)踐效果看,絕大部分學(xué)生掌握了儲(chǔ)層微相研究方法,并較好地理解了開發(fā)層系、油層組、砂層組、小層劃分與對(duì)比等教學(xué)內(nèi)容。

2.2 非均質(zhì)性計(jì)算

儲(chǔ)層非均質(zhì)性是儲(chǔ)層研究的核心,其直接關(guān)系到油氣生產(chǎn)與開發(fā)。因此,讓學(xué)生掌握儲(chǔ)層非均質(zhì)性計(jì)算方法是該課程的基本要求。教師可收集油田不同沉積環(huán)境的儲(chǔ)層非均質(zhì)性資料 (包括巖心、砂體、物性、分層和坐標(biāo)等)供學(xué)生上機(jī)實(shí)習(xí),并要求提交儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究報(bào)告。從學(xué)生提交的上機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告看,大多數(shù)學(xué)生能夠根據(jù)資料分析儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性、平面非均質(zhì)性以及層內(nèi)非均質(zhì)性,并做出較為合理的解釋。

2.3 儲(chǔ)層地質(zhì)模型建立

建立儲(chǔ)層地質(zhì)模型是油藏描述的核心,是靜態(tài)儲(chǔ)層地質(zhì)研究最高階段。在油田開發(fā)階段,建立儲(chǔ)層地質(zhì)模型已經(jīng)成為一項(xiàng)常規(guī)技術(shù)。這就要求學(xué)生能夠掌握儲(chǔ)層地質(zhì)建模的方法。在教學(xué)中,教師通過(guò)演示目前流行的建模軟件Petrel[2],對(duì)儲(chǔ)層地質(zhì)建模原理、方法和最終成果進(jìn)行講授,并督促學(xué)生課后練習(xí)Petrel軟件中的應(yīng)用實(shí)例,達(dá)到掌握建模原理和熟練應(yīng)用軟件的目的。

2.4 油藏動(dòng)態(tài)分析

資源工程和地質(zhì)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后一般分配在采油廠實(shí)習(xí),而油藏動(dòng)態(tài)分析是采油廠地質(zhì)技術(shù)員的基本工作之一。因此,讓學(xué)生掌握油藏動(dòng)態(tài)分析原理和方法就顯得非常重要。筆者結(jié)合江漢油田采油廠油藏動(dòng)態(tài)分析實(shí)例講授其原理和方法,通過(guò)課堂輔導(dǎo),使學(xué)生能夠即學(xué)即用。課后學(xué)生反映良好。

3 跟蹤學(xué)科前沿,激發(fā)創(chuàng)新潛能

目前,我國(guó)陸相油田進(jìn)入開發(fā)中后期,儲(chǔ)層研究向精細(xì)化方向發(fā)展,對(duì)儲(chǔ)層描述的精度提出了更高的要求,以滿足準(zhǔn)確預(yù)測(cè)剩余油、提高油氣采收率的需要。此外,針對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層以及非常規(guī)儲(chǔ)層的開發(fā),需要提供完備的技術(shù)與方法體系。上述內(nèi)容都是油氣儲(chǔ)層研究的熱點(diǎn)。因此,教師在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生了解學(xué)科研究熱點(diǎn)并激發(fā)起創(chuàng)新潛能。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研,發(fā)現(xiàn)油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)的研究熱點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面:①碳酸鹽巖油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)。碳酸鹽巖儲(chǔ)層具備復(fù)雜的孔洞縫系統(tǒng),而裂縫和孔洞在油氣運(yùn)移和開采過(guò)程中起著重要的作用,了解其成因、分布、預(yù)測(cè)以及對(duì)油氣開發(fā)影響目前已成為研究熱點(diǎn)。李德生院士提出的 “數(shù)字地球”觀點(diǎn),為碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)研究提供了一條新的途徑。因此,隨著碳酸鹽巖儲(chǔ)層研究的日益開展,碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)已經(jīng)成為一個(gè)專門學(xué)科研究體系。②火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)。隨著國(guó)內(nèi)新疆、遼河等油田火山巖油氣藏的發(fā)現(xiàn),火山巖儲(chǔ)層作為一種特殊的油氣儲(chǔ)層類型越來(lái)越受人們的重視[4],火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)也應(yīng)運(yùn)而生。由于其儲(chǔ)層特殊性以及研究基礎(chǔ)較弱,火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)研究將是今后一個(gè)重要突破方向。③相關(guān)新理論、新技術(shù)和方法。我國(guó)陸相碎屑巖儲(chǔ)層具備復(fù)雜的非均質(zhì)性,在開發(fā)中后期層內(nèi)非均質(zhì)性已經(jīng)成為影響油水運(yùn)動(dòng)的重要因素,因而需要對(duì)儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)解剖并建立高精度儲(chǔ)層模型。由此發(fā)展出儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素分析法、大孔道形成機(jī)理與預(yù)測(cè)技術(shù)、剩余油預(yù)測(cè)技術(shù)、裂縫預(yù)測(cè)技術(shù)、油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)反演以及儲(chǔ)層隨機(jī)建模技術(shù)等開發(fā)中后期關(guān)鍵技術(shù)。因此,在講授課程時(shí),應(yīng)隨時(shí)介紹上述新理論、新技術(shù)和方法的研究進(jìn)展,讓學(xué)生了解學(xué)科研究熱點(diǎn),激發(fā)其創(chuàng)新潛能。

4 結(jié) 語(yǔ)

《油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)》是石油專業(yè)核心專業(yè)選修課程,具有很強(qiáng)的綜合性和實(shí)用性。針對(duì)該課程的特點(diǎn)并結(jié)合教學(xué)實(shí)際,在教學(xué)中采取如下改革措施:①梳理教學(xué)框架,構(gòu)筑教學(xué)要點(diǎn);②強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué),突出實(shí)踐效果;③跟蹤學(xué)科前沿,激發(fā)創(chuàng)新潛能。通過(guò)采取上述措施,學(xué)生較好地理解了學(xué)科基礎(chǔ)理論知識(shí),同時(shí)掌握了相應(yīng)實(shí)踐技能,取得了很好的教學(xué)效果。

[1]于興河.油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) [M].北京:石油工業(yè)出版社,2008.

[2]石曉燕.Petrel軟件在精細(xì)地質(zhì)建模中的應(yīng)用 [J].新疆石油地質(zhì),2007,28(6):773-774.

[3]強(qiáng)子同.碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué) [M].北京:中國(guó)石油大學(xué)出版社,2007.

[4]陳建文.一門新興的邊緣科學(xué)——火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué) [J].海洋地質(zhì)動(dòng)態(tài),2002,18(4):19-22.