中美海洋油氣開采工程課程對比研究

葉智慧 王海云 陳冬 安永生

[摘 要]為適應我國海洋石油工業的發展需要，培養具有國際化背景的海洋石油工程復合型人才，中國石油大學（北京）計劃開設海洋油氣開采工程全英文課程。為順利開設該課程，本文就教材、授課方式、課程內容及要求、考核方式等內容，對中國與美國海洋油氣開采工程課程開設情況進行了對比和分析。從分析結果可以看出，美國典型石油院校開設實驗課時遠多于國內院校實驗課時，考核方式更為多樣化；但若涉及海洋油氣開采原理和設備知識，國內院校知識覆蓋較美國院校全面一些，因此學生知識面更廣。開設本課程既要參考國外教材內容，又不能完全照搬西方模式，要結合國內外教材內容的優點，走出一條適合中國學生特點的教學道路。

[關鍵詞]海洋油氣開采工程；課程大綱；授課方式；課程內容對比

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）02-0033-04

隨著陸上石油資源的銳減及開發難度的增大，海洋油氣資源成為油氣勘探開發的新焦點，需要大量海洋油氣工程方面的專業人才。海洋油氣開采工程作為海洋油氣工程模塊中的重要內容，引起了國內外大部分開設石油工程專業高校的重視，近年來均開設并積極修正教學課程，以滿足海洋石油工業的人才需求。

中國石油大學（北京）于2001年建立海洋油氣工程系，至今已形成了以海洋工程和海洋油氣鉆采工程為主要方向的本科生專業課程體系。海洋油氣開采工程是海洋油氣工程專業學生必修的專業主干課，是一門集地球科學、滲流力學、流體力學、化學、海洋工程等多種學科為一身的系統工程學科，對學生綜合能力要求較高，學好這門課的知識，對于學生今后從事石油相關工作具有舉足輕重的作用。學校非常重視這門課程的建設，并且積極鼓勵教師開設雙語甚至全英文課程，以滿足人才日益國際化的需求。

為了較好地開設海洋油氣開采工程雙語或全英文課程，對國內外開設的此課程相關內容進行充分調研十分必要，包括調研課程的教材、教學模式、課程知識點、實踐或者實驗課程等內容，找到各個高校課程的優勢點，使授課教師在吸收和學習之后不斷修正現有的課程大綱、教學內容和教學方式，使得學生既能掌握基本的理論，促進教學相長，還能與工程實際相聯系，達到理論與實際相結合的目的。

一、中美課程對比

（一）教材對比

通過對比中國和美國大學采用的海洋油氣開采工程課程教材，可以了解課程主要內容、側重點以及對學生掌握能力的要求等。本文主要以中美典型石油專業院校的教材為例，按照授課內容進行對比，反映中美石油院校對學生修習該專業的不同要求。

美國教材以Economides M.J.等作者出版的 Petroleum Production Systems（2013）一書為例，目前德州A&M;大學石油工程系采用此教材，該書內容包括采油工程簡介、非飽和油藏開采、兩相流油藏開采、氣藏開采、井周傷害和表皮系數、井流入動態曲線、油井管流、水力壓裂、酸化壓裂、出砂等，基本涵蓋了采油工程的各個方面。該書的知識點劃分細致，配有大量實際算例和演算過程，為初學者迅速了解采油工程原理以及解決簡單設計問題奠定了堅實的基礎。然而，由于該書主要面向陸上采油工程問題，海洋采油工程的一些原理和設備沒有在書中涉及，若將此書作為海洋油氣開采工程的教材，還需進行修正和補充。

國內海洋油氣開采工程課程，采用了參考教材或者教師自編的講義等參考內容，例如長江大學采用的《采油工程原理與設計》（張琪，2000），中國石油大學（北京）采用的《海洋油氣開采原理與技術》（田冷， 2005）。為便于比較分析，將Petroleum Production Systems和《采油工程原理與設計》與《海洋油氣開采原理與技術》三本教材的知識點覆蓋情況進行列表。表1列舉了三種不同教材的知識點覆蓋情況，通過對比發現，若要全面了解海洋油氣開采原理與技術，不僅要掌握基本的油井流入動態、單相流和油氣兩相流原理、自噴和氣舉采油、典型的有桿泵和無桿泵采油方式，還需要針對海洋油氣開采的特點了解海洋油氣生產系統特別是水下生產系統、油氣水處理與集輸等知識。因此，結合這幾本典型教材的知識點，可以做到知識的查漏補缺，從而實現授課時有的放矢。

（二）授課方式對比

對比國內外典型石油院校的情況，海洋油氣開采工程或相關課程的主要授課方式有：課堂講授、實驗以及模擬實踐等。

德州A&M;大學石油工程系開設了采油工程課程，其課程名為“Petroleum Production Systems”，大綱明確規定了教材（Economides et al.， 2013）以及授課內容。實驗課程每周安排170分鐘的課時，可以看到學校對此課程實驗部分非常重視。實驗內容包括以下方面：井流入動態分析、鉆井和完井工具、增產工藝（酸化或注水）、人工舉升（氣舉、桿式泵、柱塞舉升等）、出砂管理、流動保障、海洋開采地面設施等。

在德州奧斯汀大學和斯坦福大學，教師要求學生們首先要認真聽課，同時要求學生在課余時間自主學習，并要求學生進行課程相關技術的口頭展示，讓學生在互相交流與學習中不斷提升知識水平。 與此同時，對應的各種實驗課也是這些美國大學所看重的，他們愿意安排更多的課時來讓學生通過實踐更好地吸收和轉化自己的知識，像德州奧斯汀大學每周大約設置了3～4課時的實驗課，斯坦福大學每周設置了6課時的實驗課，這些實驗課時相較于國內都要多很多。

國內典型石油院校開設的海洋油氣開采工程課程基本都是以課堂授課為主，教師在課堂上通過幻燈片和課本學習的方式將知識點灌輸給學生，學生主要學習海洋油氣工程所必需的基本理論，接受必要的海洋油氣工程設計方法、施工管理方法和科學研究方法的基本訓練，培養學生具有良好的科學素養，獲得科學運算與科學實驗、工程設計與施工等的理論技能，同時輔之以一定課時的實驗課程。中國石油大學（華東）為該課程總共設置8個學時的實驗課，中國石油大學（北京）則設置6個學時的實驗課，這相比國外的實驗課程課時要少很多，實驗內容也相對淺顯，主要是使學生初步具備將所學到的專業知識運用來分析解決海洋油氣工程實際問題、科學研究、組織管理的最基本能力。相比國外的實驗課程國內的要求較低，最主要的還是重視對理論基礎的學習。這種授課方式能夠使學生具有扎實的理論基礎，但是，學生卻處于被動地位，不利于學生學習主動性的發揮。國內學生雖然學習的量也很大，但更多的僅僅停留在理論操作和設備工作原理學習上，缺乏與實際的結合，使得學生往往只能夠應對考試，而在真正的生產實際中無法將知識熟練的運用起來。

從以上對比可以看出，首先，國外石油院校的實驗課時比國內石油院校普遍要多一些，比較重視動手能力以及實踐能力；再者，國內西南石油大學和中國石油大學（華東）的實驗課時較其他一些石油院校要多一些，相比其他國同內石油院校更加重視學生的實踐能力，同時國內石油院校理論課程的課時比實驗課程的課時要多得多，而國外石油院校實驗課時比理論課時要多。于是，可以得出，國外學生比較擅長于實際問題的解決，而國內學生理論基礎比較扎實，解決實際問題方面的能力則相對較弱。所以，國內石油院校還是要在學好理論課程的基礎上，積極加強對實驗課程的學習，讓學生能夠增強在實際工作中解決問題的能力。

（三）課程主旨對比

國外該課程的主旨是為能源領域各方面的職業發展打牢基礎，為實際工程問題提出創新解決方案，保證用足夠的深度和廣度為學生將來在能源與環境領域的職業發展做準備，使其具備終身學習的能力并能夠取得終生成就；令學生在海洋工程相關的工業、政府及學術部門成為領導者；保持和強化海洋工程結構以及海洋工程教育的世界領導者地位；強調以團隊形式的現場鍛煉，以培養學生在油氣工程領域創新解決方案，同時注重工程倫理、職業素養、環境及社會影響。

國內該課程的主旨是培養適應我國海洋油氣工業發展需要，德智體全面發展，具有扎實理論基礎，較強的外語和計算機應用能力；獲得海洋油氣工程領域工程師基本訓練，掌握海洋油氣工程理論與技術，具有知識獲取能力、交流合作能力、知識應用與實踐能力、國際視野、創新意識、組織協調與經營管理能力以及解決海洋油氣工程實際問題的能力；能在海洋油氣工程及相關行業從事工程設計與施工、項目管理和科學研究等方面工作的高素質專門人才和未來的行業領軍人才。

對比國內外課程主旨，我們可以看出，國內外石油院校在該課程對學生的要求相近，都在基礎知識、創新能力、團隊協作、實際應用能力方面對學生做出了一定的要求，但國外石油院校在獲得知識、謀得職業的基礎上，又強調了學生的終身學習能力以及職業素養，這就較國內石油院校的要求更上了一個臺階。

（四）課程內容及要求對比

本文將國內外海洋油氣開采工程的課程內容整理在表2中，分別列舉了德州A&M;大學、德州奧斯汀大學、中國石油大學（北京）和長江大學四所學校開設的此課程內容，各校課程基本都包括流入動態、多相流等流動機理以及典型的人工舉升方式（氣舉、深井泵采油）等知識，中國石油大學（北京）還加入了海洋油氣生產、監測、增產措施等內容，突出海洋采油與陸地的不同。

（五）考核方式對比

德州A&M;大學考核方式有三種類型：第一種是由作業、測驗A、測驗B、測驗C和課題作業五部分組成，每部分各占20%；第二種是由作業、課題作業、期中考試和期末考試四部分組成，每部分各占25%；第三種是由分組課題作業（占40%）和期末考試（占60%）兩部分組成。任課老師對課程的考核方式有較為靈活的控制權。（見圖2）

德州奧斯汀大學用考試方式來考核，提出了字母等級的要求，也就是學分至少要達到C，或者說石油與生態系統工程分數得達到430。

中國石油大學（北京）的考核為閉卷考試：出勤和習題在最終成績中占30%；期末考試在最終成績中占70%（見圖3）。

長江大學的考核方式為閉卷考試：出勤和習題占最終成績的40%；期末考試成績占最終成績的60%（見圖4）。

從以上國內外石油大學考核方式可以看出國外石油大學老師考核主動權較大，考核方式也多樣化，不僅僅靠一次考試來評判學生的成績，可以極大調動學生積極性，而國內石油大學則主要是通過期末考試來考核，考核方式單一，學生的學習積極性不易被調動起來，這方面需要引起國內院校的重視。

二、結論

本文從教材內容、課堂內容和要求、授課方式和考核方式等方面，對比了國內外典型石油院校海洋油氣開采工程課程的情況，為今后開設全英文或者雙語課程提供了參考。從對比的情況，本文得到如下啟示：

（1）國內外石油院校越來越重視課程中海洋采油部分內容，在傳統的采油工程基礎上加入海洋生產系統、海洋油氣水處理和海洋儲油和集輸系統等知識，反映了海洋油氣開發的趨勢；

（2）實驗課程方面，相對于美國石油高校每周三個課時以上實驗課時的設置，國內大部分石油高校的實驗課時稍顯不足，需要引起重視，應加強對學生動手能力的培養；

（3）考核方式方面，國外石油高校將學生展示環節也作為考核內容之一，促進了學生獨立思考以及自主學習能力的提高，國內石油高校相對來說考核方式較為單一，可以借鑒一些國外經驗，以培養學生的自主學習和獨立思考能力。

開設海洋油氣開采工程全英文課程，既要參考國外教材內容，將采油原理、采油設備等具體課程內容以準確而地道的英文傳達給學生，又不能完全照搬西方模式，要考慮到國內學生的思維理解習慣，結合國內外教材內容的優點，走出一條適合中國學生特點的教學道路，既能提高學生的英文水平和語言表達能力，又能提高學生獨立思考、創新能力、動手能力和自主學習等綜合能力。

三、致謝

本次調研工作得到了中國石油大學（北京）海洋油氣開采工程全英文課程體系建設項目和“鉆井工程”全英文課程體系建設項目資助，特此致謝。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] M. J. Economides， A. D.Hill， Ch. Ehlig-Economides， D. Zhu. Petroleum Production Systems[M]. Upper Saddle River：Prentice-Hall， Inc.， 2013.

[2] 張紅玲.海洋油氣開采原理與技術（第2版）[M].北京：石油工業出版社，2014.

[3] 陳寬.近海工程導論[M].北京：海洋出版社，1988.

[4] 張鈞.海上采油工程手冊[M].北京：石油工業出版社，2001.

[5] 田冷.海洋石油開采工程[M].青島：中國石油大學出版社，2015.

[6] 張琪.采油工程原理與設計[M].青島：中國石油大學出版社，2000.

[7] 陳冬，侯冰，葉智慧，盧運虎.德州農工大學鉆井工程研究生課程情況研究[J].石油教育，2016（2）：103-106.

[責任編輯：鐘 嵐]