地質工程專業油藏工程教學內容優化設計

薛永超

[摘 要]本文基于地質工程專業油藏工程教學效果，通過分析地質工程專業課程設置情況，發現地質工程專業本科生對于目前油藏工程教學內容存在較多的不適應性。本文綜合國內外相關高等院校以及石油公司對地質工程專業畢業生的需求，論證了地質工程專業油藏工程教學內容優化的可行性，提出地質工程專業油藏工程教學內容優化方法，并優化設計了地質工程專業油藏工程教學內容。

[關鍵詞]地質工程;油藏工程;優化設計

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）02-0048-03

現代石油工業從 1859 年算起已有 150 多年的歷史，科技進步是推動石油工業快速發展的重要引擎。正是由于科技進步才使得石油工業從初期的資本競爭、規模競爭，最終發展為當前的人才競爭。科技發展促進了多學科交叉滲透，石油從業人員也從早期的單學科獨立工作發展為當下多學科綜合協調一體化工作局面，因此當下石油工作者必須具有多學科寬泛基礎、跨學科綜合應用能力。這就要求石油高等教育培養能力更強、多學科綜合素質更高的石油從業人員。作為國內石油高等教育師資力量最強、綜合排名第一的中國石油大學（北京）提出了“厚基礎，寬專業”的教育理念，為增強我校畢業生競爭力提供了根本保證。

一、地質工程專業油藏工程課程的開設是油田開發實踐的需要

石油工業早期，地質學家并不參與石油開發活動，而是交由石油工程師進行開發管理，油藏開發階段地質工作僅處于“籠統大平均”水平。20世紀40年代以來，油田實施注水開發，給油田開發帶來了歷史性革命。由于油藏內部的非均質性對注水開發效率具有很大的控制作用，使得人們逐漸認識到在注水開發中必須深入地研究油藏地質問題，從而促進了開發地質學的產生和發展。長期的油田開發實踐表明，油氣藏開發地質學對于經濟有效地開發油田、提高油田最終采收率具有至關重要的作用。

根據我國學科分類方案，結合我校實際情況，油氣田開發地質歸屬于“地質資源與地質工程”一級學科之下的“地質工程”二級學科。作為一個綜合性應用學科，油氣藏開發地質涉及面較廣，其內容可分為基礎、核心、外延三大部分，相應的有三大類的系列課程（表1）。油藏工程作為油氣田開發地質外延，我校地質工程專業將其列為專業選修課。

二、地質工程專業油藏工程教學內容現狀分析

油藏工程作為我校石油工程專業的專業核心課程，其先修課主要有流體力學、工程熱力學、滲流力學、傳熱學、物理化學、技術經濟、油層物理、測井資料解釋等課程，尤其是流體力學和滲流力學更是先期必修基礎課。然而地質工程專業恰恰沒有研修這兩門課程，因此使得針對石油工程專業編寫的教材及教學內容對地質工程專業就不十分匹配。目前石油工程專業指定油藏工程課程的參考教材是姜漢橋教授2006年編寫的、由中國石油大學出版社發行的《油藏工程原理與方法》，該教材共分5章。第一章為油藏工程設計基礎，主要講述了7個問題，本章內容沒有太多的理論推導和數學計算，數學基礎比較薄弱的地質工程專業學生學習起來，應該沒有問題。第二章為非混相驅替及注水開發指標計算，主要講了6個問題，本章50%以上的內容為理論推導和數學計算，并且應用了較多的滲流力學結論。第三章為油藏動態監測原理與方法，主要講述了12個問題，全部為理論推導和數學計算。其中前10個問題都是圍繞“試井分析”展開，“試井分析”內容絕大部分是滲流力學的延伸和反問題求解，第11個問題探討了“示蹤劑”，第12個問題探討了“生產測井”，這后兩個問題對于地質工程專業學生而言，應該不難理解。第四章為油藏動態分析方法，主要講了5個問題，本章內容依然應用了較多的滲流力學成果，且存在非常多的數學推導和計算。第五章為油藏管理，主要講了6個問題，本章實際上是與工商管理專業交叉產生的一個新分支。為了拓寬石油工程專業學生視野，后續特別開設了油氣藏經營與管理這門獨立的課程。本章內容對地質工程專業而言，就顯得沒有實際意義。

經過以上分析可知，現行的油藏工程教材和教學內容，更多的是以滲流力學為基礎引申展開，偏重于理論推導和數學計算。而對于地質工程專業而言，由于前期學習的數學課程較少，一般只修過高等數學和線性代數，如果以現行教材作為地質工程專業教學內容進行授課，學生學習難度之大顯而易見;同時，這也不符合地質工程專業特點，對油藏工程的外延需求存在較大差異性。如此一來，就很難達到大綱規定的教學效果，難以實現地質工程專業學生培養之目標。這就要求我們必須針對地質工程專業的特點，對現行的油藏工程教學內容進行優化設計，重新構建新的教學體系內容，為拓寬地質工程畢業生的油藏工程基礎和增強工作競爭力提供基本保證。

三、地質工程專業油藏工程教學內容優化設計的必要性分析

隨著石油勘探開發一體化的快速推進以及科學技術的迅猛發展，作為我校王牌的地質工程專業，其學生培養模式也必須進行相應的調整和優化。結合“厚基礎，寬專業”的教學改革理念，考慮到地質工程專業的實際需求和學科特點，應及時調整油藏工程課程教學內容。除了把最新的研究成果引入教學中之外，還應該重點考慮地質工程專業畢業生工作的實際需求，特別強調“解決油田開發中出現的實際地質問題”這一培養目標，使地質工程專業畢業生更好地適應當前石油工業對復合型人才的強烈需求。

首先就要加強和優化油藏工程教學內容，這就必須以地質工程專業需要為導向，以油氣藏為對象，以解決油氣藏開發過程中的地質問題為目標，以地質理論與生產實踐相結合為手段，教授學生基本的油藏工程理論與方法，使學生掌握油田開發設計及油藏管理所必需的基本概念、基本知識和基本方法，培養學生應用基礎理論和知識進行油田開發設計和開發動態分析與調整的初步能力。對地質工程專業學生而言，更重要的是應用這些基本方法解決油藏開發過程中出現的實際地質問題，而不是死摳這些方法的理論推導和計算。只有教會學生掌握解決油氣藏開發中出現的地質問題的基本技能和方法，才能達到更好提高油氣藏開發效果之目的，為適應石油工業的新需求提供基礎保障。

近些年，隨著大量非常規油氣藏發現和投入開發，石油地質理論和油藏工程方法都得到了長足進步和迅猛發展，然而相關的最新研究成果在現行油藏工程教學內容中鮮有介紹。因此，必須依據地質工程的專業特點，以培養學生解決油氣田開發過程中的實際地質問題的能力為目的，對油藏工程的教學內容進行加強和優化，從而使地質工程專業本科生的油藏工程基礎得到強化，促使其更快成長為地質-工程復合型人才，使其具有更強的競爭力。

四、地質工程專業油藏工程教學內容優化方法

為了優化設計適合當前地質工程專業對油藏工程教學內容的最新需求，采取理論與實踐相結合的方法開展研究。

第一層面，開展理論研究。首先，追蹤國外最新教學成果，掌握國外有關情況。分別聯系國外有關高校的知名教授、我校聯合培養的研究生、我校聯合培養的本科生，通過以上三個層次從業者對比分析國外開設油藏工程及類似課程的主要教學內容，準確把握該課程的國外動向。其次，分別調研了中國石油大學（華東）、中國地質大學（武漢）、西南石油大學、東北石油大學、長江大學等石油高校地質工程專業油藏工程及類似課程的主要教學內容和教學方法，掌握油藏工程在國內其他高校的發展動向。最后，聘請我校國家級精品課油礦地質學負責人和北京市精品課油藏工程負責人對我校地質工程專業油藏工程課程的教學內容和教學方法進行指導。

第二層面，深入礦場一線，開展實踐研究。首先，充分利用每年石油公司來校招聘畢業生之際，通過與石油公司技術負責人深入交流和溝通，詢問其對油藏工程課程教學方法的建議。其次，深入油田生產第一線，了解處于油田生產基層的地質工程畢業生對油藏工程的教學內容的需求。最后，通過召開不同年級、不同規模的學生懇談會，利用“頭腦風暴法”讓學生暢所欲言、各抒己見，了解學生的興趣，從更深層次和更多角度了解在校地質工程本科生對油藏工程教學內容的期望。

五、地質工程專業油藏工程教學內容優化設置方案

根據我校地質工程專業油藏工程教學內容優化設置的可行性和教學內容優化的方法，將我校地質工程專業油藏工程教學內容優化設計為8章內容，各章節設置如下：

第一章和第二章是基礎。其中第一章為緒論，本章有3個教學內容，首先介紹石油工程的概念和基本教學內容，讓學生對整個課程有一個大致了解;其次回顧油氣藏形成的基本條件，增強學生對工作對象的理解;最后復習油藏巖石和流體物理性質，鞏固和加深學生對油氣藏的認識。這是一個承上啟下的過渡章節。第二章為油藏工程設計基礎，本章有3個教學內容，首先介紹油氣田勘探開發程序，讓學生對整個石油生產有一個了解，明確油藏工程在整個石油生產過程中的地位;其次介紹油藏投入開發前必須完成的工作和認識;最后從儲量、驅動類型及特征、采收率等3個方面對油藏進行深入細致的評價，為油藏投入開發奠定基礎。

第三章、第四章、第五章、第六章是油藏工程課程的核心內容。其中第三章主要介紹油藏開發方式，分別講授油田開發總原則、開發層系劃分、油田注水方式、開發井網部署、開發方案編制等重點內容。鑒于目前油田一般實施注水開發，因此第四章主要討論水驅油理論，這一章有5個教學內容，分別是分流量方程、面積注水開發指標計算、注入水波及系數、剩余油飽和度測試、改善注水開發效果的水動力學方法。一旦油田投入開發，油田的開發過程是否按照我們預期設計的在進行，這就要求進行動態監測和動態分析，因此第五章主要介紹油藏動態監測原理和方法，主要有試井分析和生產測井2個核心內容。第六章主要介紹油藏動態分析方法，主要有動態分析內容、物質平衡方程、水驅特征曲線、產量變化規律4個重點內容。這四章內容是油藏工程的核心和重點，重點講授了石油工程專業較多的理論推導方法，然而，對于地質工程專業而言，則應重點講述這些方法的實際應用及應用條件。通過油藏動態分析和監測，如果暴露出油田沒有按照預期設想在運行，就必須進行開發調整，這就是第七章的主要教學內容，主要講述油藏變化、采油工藝調整、工作制度調整、驅動方式調整、開發層系調整、井網調整6個內容，其中油藏變化是依據最新科研成果增加的教學內容。第八章為復雜油田開發，主要介紹了目前新興的油氣藏開發特征及方式，包括低滲透油藏開發、致密油氣開發、頁巖油氣開發、煤層氣開發。這些內容主要是根據最近十幾年非常規油氣的興起，根據最新研究成果設置的，在以前油藏工程教學內容里幾乎沒有涉及。

如果按照上述方案對地質工程專業油藏工程教學內容進行優化設置，不僅把復雜的理論推導計算大大簡化了，而且補充了新興的非常規油氣開發技術。同時，一方面提高了學生學習興趣，另一方面使課程教學內容更緊密地與生產實踐相結合。

六、結論及建議

綜合考慮國內外現行的地質工程專業油藏工程教學內容設置情況，對比分析我校地質工程專業當前油藏工程教學內容，論證了我校地質工程專業油藏工程教學內容和教學方法優化設置的可行性。基于石油企業、油田現場、石油工程在校本科生等多層次、多方面研究成果，結合我校實際情況，筆者提出了我校地質工程專業油藏工程課程教學內容調整和優化的可行性方案，以期對教學質量的提升有更多的幫助。

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[責任編輯：鐘 嵐]