專業學位研究生油藏工程基礎教學方法思考

梁洪彬*，胡世萊，姜 楠

（1.重慶科技大學非常規油氣開發研究院 重慶 401331；2.重慶科技大學石油與天然氣工程學院 重慶 401331）

我國碩士研究生分為學術學位碩士研究生（以下簡稱“學碩”）和專業學位碩士研究生（以下簡稱“專碩”）兩種，其中學碩是以學術研究為導向，偏重理論和研究，以培養從事教學和科研的高層次學術研究型人才為主；專碩是以職業培養為導向，實踐與學術并重，以培養工程師等高層次應用型人才為主。2023 年11 月24 日，教育部發布的《關于深入推進學術學位與專業學位研究生教育分類發展的意見》強調，學術學位與專業學位“并重”，學術學位與專業學位研究生教育“兩種類型同等地位、同等重要”，并規劃到“十四五”末將專碩招生規模擴大到碩士研究生招生總規模的三分之二左右。隨著國家招生計劃傾斜、報考人數增加，專碩的“存在感”越來越強。

油氣作為當今重要能源之一，是關系國計民生的重要戰略物資，而石油工業現已成為我國國民經濟的重要基礎產業。隨著國家能源安全意識在青年學生群體中不斷加強，以及專碩的熱度持續走高，近年來越來越多的非石油工程專業本科生熱衷于跨考石油與天然氣工程專業的專碩（以下簡稱“跨考研究生”）。然而，跨考研究生由于本科階段缺少對石油工程專業基礎知識的系統學習，導致其研究生階段對石油領域相關文獻理解不深、科研工作開展不暢、工程應用能力不強，從而降低了專碩的培養質量。因此，針對跨考研究生補修本科專業基礎課程（以下簡稱“補本課程”）是十分必要的。

本文以跨考到重慶科技大學資源與環境（油氣田開發工程方向）的專碩研究生為研究對象，以石油工程專業“三大工程”（鉆井工程、油藏工程和采油工程）中的油藏工程為例，分析補本課程油藏工程基礎的課程特點和教學中存在的困難，探究該課程的教學方法，進而促進跨考研究生的專業水平和工程應用能力的提升。

1 油藏工程基礎課程特點

1.1 理論強且綜合

油藏工程是石油工程專業的一門主要專業課，它是研究油氣藏動態特征及規律和油氣田開發方法及決策的工程學科，以油氣藏（田）為研究對象，以地球物理、油藏地質、油層物理、滲流力學等學科為理論基礎，以數學、計算機科學、經濟學等學科為研究工具，以高效開發油氣資源為目的的一門綜合性學科[1]。油藏工程基礎是針對跨考研究生開設的一門補本課程，該課程學習內容與本科開設的油藏工程相近，涉及的內容同樣十分廣泛，包括巖石物理學、石油流體性質、油氣層滲流力學、油氣井試井等，具有理論性強且綜合的特點。

1.2 概念多且抽象

一個油藏的開發大致要經歷油藏發現、油藏評價、開發方案設計、方案實施與監測、開發調整和油藏廢棄六個階段，由于不同開發階段有不同的開發任務，所以油藏開發過程涉及的概念也多[2]。以油藏評價中的地質儲量為例，根據數據特征可分為靜態地質儲量和動態地質儲量（又稱動用地質儲量），動態地質儲量與靜態地質儲量之比稱為儲量動用程度。此外，根據地質資料的可靠程度由低到高，儲量級別可分為遠景資源量、潛在資源量、預測地質儲量、控制地質儲量、探明地質儲量和開發地質儲量。根據單位含有面積上和單位巖石體積中的石油地質儲量又分別定義了儲量豐度和單儲系數兩個概念。由于油藏是一個深埋地下而無法直接觀察的地質實體，因此，該課程涉及的相關概念通常較抽象。

1.3 公式難且龐雜

油藏工程含有大量的計算公式，從儲層流體巖石物性（偏差因子、體積系數、密度、黏度、孔隙度、滲透率、毛管壓力、有效應力等），到地質儲量評價，再到生產井測試、產量遞減規律、含水上升規律均有涉及。這些公式通常較為復雜，并且由于描述對象的不同，導致公式之間缺少明顯的相關性。以“水”為例，用于評價水體大小和活躍程度時采用的水侵量計算公式和用于評價油田注水開發時油井含水率上升規律計算公式的建模原理和表達形式是完全不同的，這是由于水的來源不同，其中水侵量的水是來源于地層水，水驅油的水則來源于外來水。類似的，根據不同的地質模型，基于定容氣藏、封閉氣藏和水驅氣藏建立的物質平衡方程和適用條件也是不同的。

2 油藏工程基礎教學中存在的困難

2.1 課程學科綜合性強，教師教學難度大

油藏工程的研究對象是整個油氣藏，是以石油勘探的結果為起點，通過進一步的油藏地質研究，對油氣藏的儲量規模和產油氣能力做出評價，然后再結合經濟分析，對油藏開發方案做出設計并實施，同時對油氣生產過程進行監測[3]。由于油藏工程緊緊圍繞儲量、產能和效益三大主題開展工作，即突出地質研究特征，強化滲流力學基礎，聚焦經濟效益目標，因此，油藏工程基礎課程具有理論強、概念多、公式難的特點，導致該課程的學科綜合性強，教師教學難度大。

2.2 學生專業知識薄弱，理解能力欠缺

在本科階段，油藏工程先修的課程包括高等數學、石油地質基礎、油層物理、滲流力學等，然而，到了研究生階段，由于學時有限，通常缺少完整的先修課程學習，導致學生的基本理論知識缺乏，在學習該課程時難度較大。以油藏流體特征的油水關系為例，根據地下油藏中水和烴（油和/或氣）兩大類流體的富集狀態、物理性質和分布規律，可以引出邊水、底水、夾層水、氣頂氣、溶解氣、自由氣、油水界面、氣水界面、油氣界面、油柱高度、氣柱高度、油水過渡帶、油氣過渡帶、氣水過渡帶、過渡帶厚度及其產狀等一系列概念，而對這些概念的理解要求學生有一定的石油地質知識基礎，而跨考研究生由于缺乏地質概念，理解上述概念通常較困難。

3 提高油藏工程教學效果的方法建議

3.1 挖掘課程思政元素，提升學生的內生動力

石油作為“工業的血液”，在保障我國能源安全方面發揮了重要作用，而一代又一代石油人通過艱苦奮斗、勇于創新、苦干實干，孕育形成了以“大慶精神”“鐵人精神”“苦干實干”“三老四嚴”為核心的“石油精神”[4-6]。習近平總書記在考察調研中國石化勝利油田時強調：“石油能源建設對我們國家意義重大，中國作為制造業大國，要發展實體經濟，能源的飯碗必須端在自己手里。”育人為本，德育為先。油藏工程作為石油工程專業“三大工程”之一，是前人歷經不斷探索、實踐與創新總結出的財富智慧，其中蘊含著豐富的思政元素。因此，教師應以課程建設為“主戰場”，以“石油精神”為核心，不斷提升自身的思政意識與能力，挖掘油藏工程思政元素，講好油藏工程故事，將家國情懷、“石油精神”融入教學過程。比如，在講授油氣藏壓力系統時，以“井無壓力不出油，人無壓力輕飄飄”的俗語來告誡學生要正確認識生活中的各種壓力，壓力過大會像“井噴”一樣危害自身，但適度的壓力則有助于我們進步。再比如，以油氣藏產量的上產期、穩產期和遞減期類比人生的奮斗期、毅力期和“躺平”期，油氣藏產量過早進入遞減期不利于生產，人生過早“躺平”則難以充分實現人生價值。

3.2 加強課上課下學習，培養學生的專業素養

傳統的授課模式主要是教師講、學生聽，通常會導致部分學生在一堂課的中后期出現注意力不集中、困倦等情況。隨著教育教學的改革與創新，一系列激勵學生學習熱情的教學模式不斷被探索，如研討式、互動式、實踐式、啟發式、探究式、易位式、案例式、混合式、情景式、問題式等[7]。然而，“教學有法，但無定法，貴在得法”，教學方法要遵循一定的原理、規律，但不能固定、死板，應靈活選擇切實可行的教學方法。跨考研究生雖然缺乏與石油地質開發相關的專業知識，但卻具備了一定的自學能力，因此，除了課堂學習外，教師還可適當布置課下任務來輔助學生學習課堂內容。在課上，教師應在課堂導入、提問、啟發、練習、語言表達、結尾、板書等方面進行設計，綜合多種教學手段和教學資源，讓學生積極參與課堂學習、討論，而不僅僅是知識的“接收器”；在課下，除了常規的預習和復習外，還可圍繞學習內容讓學生利用線上學習平臺進行課程自學，以及通過文獻調研了解最新研究進展。基于上述教學模式，不僅能讓學生掌握好專業知識，還可以培養學生的自學能力和調研能力，從而提升學生的專業素養。

3.3 聚焦油田生產問題，提高學生的專業水平

理論來源于實踐，又反作用于實踐，二者具有相互依存、相互作用、相互促進的辯證統一關系。由油藏工程基礎中的“工程”二字可知，該課程的理論知識就是用來解決油田生產實際問題的，并且授課對象是專業學位碩士研究生，因此，教師在給學生講授該課程時，不僅僅是講授知識，還應注重學生解決工程問題能力的培養，構建起以行業需求為導向的科教融合的教學模式。一方面，構建典型的油藏工程案例庫，在課上主要采用簡單的工程問題進行課堂導入、課中練習，在課下主要以綜合性強的工程問題進行分組調研、討論，撰寫研究報告。另一方面，引入常用的油藏工程分析工具。現有的油藏工程分析軟件非常豐富，如生產井動態分析軟件RTA、Topaze，試井分析軟件Saphir，數值模擬軟件Eclipse、CMG、tNavigator 等，在講授相關內容時可進行適當引入，讓學生快速了解現有分析工具的功能優勢，為今后開展相關科研工作打下基礎。此外，還應結合跨考研究生的本科專業學科特點，開展跨學科融合教育，比如針對油藏工程基礎中有些公式推導難、手工計算難的問題，可以組織本科專業為數學與應用數學、計算機科學與技術等的跨考研究生，讓其發揮原專業優勢，帶領其他同學一起學習。通過開展油田實際工程案例分析，不僅能讓學生加深對知識的理解，而且有助于提高學生的工程應用能力。

4 結語

油藏工程基礎具有理論性強、概念抽象、公式復雜等特點，導致缺少石油工程專業知識的跨考研究生在學習該課程時難度較大。因此，本文從挖掘課程思政元素、加強課上課下學習和聚焦油田生產問題三個方面探討了該課程的教學完善方法，通過將“石油精神”和油藏工程案例融入教學過程，讓學生更好地掌握油藏工程知識、提升自身專業水平和工程應用能力，為實現石油領域工程人才培養的目標提供支撐。