水力壓裂課程設計存在問題及思考

紀國法 張公社 江厚順 王長權 朱忠喜

摘 要：非常規(guī)油氣資源高效開發(fā)為水力壓裂技術的快速發(fā)展提供了機遇，近幾年水力壓裂設計成為石油高校石油工程專業(yè)采油工程設計的必選環(huán)節(jié)。鑒于目前水力壓裂課程設計存在的問題，本文基于“教與學”理論，從教材編排、教學方法、教師素質、考核方式四個方面提出針對性對策，為課程設計改革提出建設性指導意義。

關鍵詞：水力壓裂；課程設計；問題；思考

中圖分類號：TD712文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）07-0121-01

引言：文獻[1]認為課程設計包含對達成課程目標所需的因素、技術和程序，進行構想、計劃、選擇的慎思過程。對工科院校而言，課程設計是其教學任務中極其重要的環(huán)節(jié)之一。

本文以長江大學石油工程學院課程設計中水力壓裂設計為例，通過闡述設計意義、羅列設計內容、剖析存在問題、提出改進措施等系列過程，緊密結合新技術發(fā)展現狀和熱點問題，讓學生掌握技術機理、設計過程與現場應用情況。

一、課程設計意義及內容

近年來，非常規(guī)油氣資源開發(fā)成為石油行業(yè)的熱點，水力壓裂是其高效開發(fā)的關鍵技術之一。通過水力壓裂工程課程設計，聯系實際工程背景，靈活運用所學的專業(yè)知識和技巧，解決實際問題，增強實際工作能力，為順利走向工作崗位打下堅實基礎[2]。

水力壓裂設計的原則是最大限度地發(fā)揮油層潛能和裂縫的作用，使壓裂后的生產井和注入井達到最佳狀態(tài)，依據選擇的設計思路，開展選井選層、收集地質與生產資料、施工參數設計與計算、經濟評價等相關研究工作。

二、存在問題

1.教材內容陳舊。國內石油院校開展石油工程設計比較早，一般采用教師講解和輔導答疑方式。水力壓裂裂縫起裂與延伸機理的知識體系比較陳舊。學生根據參考書或課程設計教材即可按部就班的完成設計，顯然這樣可降低教師的指導難度，保證短時間內完成設計，提高學生設計效率[3]。但目前非常規(guī)油氣資源多數采用復雜縫網壓裂技術手段進行開發(fā)，課程設計中與之相差甚遠，沒有與熱點技術銜接。

2.學生主動學習能力差。在水力壓裂工程設計中的已知參數和設計要求基本上都已給出，缺少訓練學生如何獲取和加工原始數據的思路和方法[3]。同時水力壓裂課程設計安排在大學四年的最后一學期的剛開學階段，部分學生一定程度上準備和重視程度不夠[4]，加之平時在理論課學習過程中投入不足，反映出對部分概念、基本理論與方法不熟悉或不清楚，如鋪砂濃度與加砂濃度的混淆，砂比的概念不清楚。這些學生遇到不清楚的概念或方法，大多直接尋問輔導老師，缺乏主動查閱教材或參考書、論文的能力。

三、處理對策

1.教材編排與教法。課程設計是學生綜合運用所學課程知識的載體，與工程背景下的熱點技術相結合，使理論教學和實踐教學相互交叉、相互滲透。頁巖氣非常規(guī)資源的水平井分段壓裂技術是熱點，應盡早引入水力壓裂工程設計的編排，使學生在實際鍛煉中得到提高和培養(yǎng)。

在課程設計思想上，鼓勵學生進行多途徑思考，全方位構思，多選擇設計方案。譬如分別采用兩種典型的人工裂縫模型進行設計，完成設計后，再讓學生間相互交流，激發(fā)學生創(chuàng)新欲望。

2.提高教師專業(yè)素質。課程設計的開展即可提高學生綜合應用知識的能力，又能增強教師工程素養(yǎng)能力。

隨著水力壓裂理論和技術的發(fā)展，課程設計中逐漸出現了一些新“問題”，如學生會提出目前主流技術及最新技術與傳統(tǒng)技術的異同、壓裂設計中單一對稱裂縫與體積壓裂縫網的區(qū)別等等。另外，指導教師工程實踐經驗不足，指導能力不夠，尤其是青年教師對于一些涉及現場實際的內容，指導不上去[5]。同時從學生反映情況來看，個別指導教師責任心不強，指導不到位、不及時，沒有指出設計中出現的具體問題，沒有批改痕跡。

因此，要根據課程設計的教學內容建立一支完整的教師隊伍，要求教師具有豐富的知識內涵和廣闊的實踐經驗[6][7]。

3.嚴格考核方式。課程設計考核內容應包括輔導出勤率、學生主動交流與學習情況、設計報告三部分[8]。

指導教師應堅持每天跟蹤課程設計進展并集中答疑與考勤，考察學生出勤率，重點檢測學生活學活用方法，針對思維活躍的學生應給予一定的附加分值，為準確、全面、合理評價學生提供依據，為成績評定準備參考指標[9]。設計報告主要看是否完成設計任務、書寫是否工整、設計結果是否合理、設計內容是否囊括基本要求。

結論：課程設計是在高年級學生系統(tǒng)學習專業(yè)知識后，對理論學習的補充環(huán)節(jié)，是考察學生綜合運用所學知識能力的有效手段。通過分析水力壓裂課程設計中存在的問題，從“教與學”兩方面針對性地提出處理對策，并結合工程熱點問題，對課程設計的改革提出建設性指導意義。

（作者單位：長江大學石油工程學院）

湖北省高校省級教學改革研究項目（2013264）：石油工程專業(yè)工程設計綜合訓練教學改革研究與實踐。

參考文獻：

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[2]唐志偉，聶榮華，楚蕭.如何安排課程設計的內容[J].中國校外教育，2014，21：96+109.

[3]朱忠喜，張迎進，夏宏南.石油工程設計單項訓練利弊分析[J].石油教育，2015，02：73-75.

[4]黃全華.關于搞好“氣藏工程”課程設計教學的思考[J].高等教育研究（成都），2014，01：66-69+73.

[5]譚平，代明君.工科院校課程設計質量管理研究與實踐[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2016，01：24-25.

[6]孟江，龍學淵，田園，等.培養(yǎng)油氣儲運工程專業(yè)人才工程能力的課程設計模式探索[J].廣東化工，2014，16：227+242.

[7]李曉紅，陳建明.淺議如何提高石油工程專業(yè)學生的技能水平[J].石油教育，2012，03：45-48.

[8]焦國盈，裴蘋汀，戚志林，等.“采油采氣工程課程設計”教學改革與實踐[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2011，09：166-167.

[9]劉小康，余潔冰.工科學生課程設計與綜合素質培養(yǎng)[J].高教探索，2009，05：133-134.