《油氣儲層地質學》課程教學改革探討

尹艷樹,尹太舉 (長江大學地球科學學院,湖北荊州434023)

《油氣儲層地質學》是石油專業中一門核心專業選修課程,其直接面向油田生產實踐,強調綜合應用沉積學、石油地質學、構造地質學以及數學地質、計算機等學科知識及新理論描述儲層特征、分析油氣生產狀況、解決油田生產矛盾、優化油田生產,以達到高效開發油藏的目的[1]。由于該課程涉及眾多專業核心課,突出綜合運用理論知識解決實際生產問題的能力。如何提高教學效果,保障教學質量,需要認真思考和總結。筆者結合教學實踐,提出了 《油氣儲層地質學》課程教學的幾點認識。

1 梳理教學框架,構筑教學要點

《油氣儲層地質學》是一門綜合性和實用性都很強的學科,涉及學科內容多,而且注重與油田生產實踐結合。如何將眾多教學內容進行梳理,突出教學框架的層次性,構筑教學要點,是提高教學效果和保障教學質量的關鍵。為此,對課程教學內容和體系進行了詳細分析研究,梳理出課程教學框架和教學要點,主要包括以下4個方面。

1.1 儲層的形成

關于儲層的形成問題,應重點講述不同儲層形成的構造及水動力等特征、沉積儲層的特征、識別標志以及與油氣藏的關系。教師在講授過程中應注重師生互動,使學生通過對已學知識 (石油學科的核心課程 《沉積巖石學》)重新回顧,加深對儲層成因的認識和理解。

1.2 儲層的表述

儲層的表述問題是該課程的核心部分,重點包括4個方面:①需要描述儲層哪些內容 (特征);②儲層描述需要哪些資料基礎;③儲層描述的方法和技術;④不同儲層特征影響因素及其相互關系。在講授過程中,首先圍繞前3個方面展開教學。即先列出講授內容,如儲層非均質性和需要利用滲透率計算儲層非均質性程度的表征參數,然后由此引出描述資料基礎從何而來,在此基礎上再講述滲透率非均質性程度計算公式如變異系數、突進系數和極差等。最后,提出儲層非均質性影響因素。這樣讓學生了解沉積因素、成巖因素、構造因素等對儲層非均質性影響。通過對講授內容進行梳理,使講課內容層次清晰,便于學生理解和掌握,另一方面啟發學生思維,學會聯系所學知識對實際問題進行綜合分析。

1.3 儲層特征對油藏開發的影響

儲層特征對油藏開發的影響也是該課程的核心部分,相對于儲層的表述問題偏重于理論,儲層特征對油藏開發的影響則偏重于實踐。如何將理論研究與實踐生產相結合就成為課程講授重點。為此,教師在備課時應通過互聯網搜索相關資料并加入到講義中,同時教師應結合自身科研實例。例如在講授儲層敏感性時,可通過某油田開發過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量等實例引出儲層敏感性的概念。這樣很容易激發學生的學習興趣,使其獲得儲層敏感性直觀認識,深刻理解儲層特征對油藏開發影響。

1.4 油氣儲層的高效開發

針對油氣儲層高效開發內容,教師應主要講解綜合性分析方法,即通過儲層成因、儲層特征以及儲層特征可能造成的開發問題的分析,提出避免儲層傷害、高效開發儲層的措施。

2 注重實踐教學,突出實踐效果

《油氣儲層地質學》課程教學主要面對本科大四學生及研究生,其所講授的理論和方法與生產緊密結合,是即學即用型課程。因此,應加強實踐教學。在講授過程中,實踐環節是必不可少的一個環節。根據課程教學的對象 (主要是資源工程和地質專業本科生),主要安排以下幾方面的實踐教學內容。

2.1 儲層沉積微相研究

儲層沉積微相研究是最基礎的地質研究內容,對了解儲層成因和分布有重要意義。通過儲層沉積微相研究實踐,讓學生掌握儲層沉積微相研究方法和流程,能夠分析儲層微相特征、建立相模式和理解儲層成因。為此,應專門收集不同油田、不同沉積環境的實際巖心和測井資料并提供給學生進行研究。從實踐效果看,絕大部分學生掌握了儲層微相研究方法,并較好地理解了開發層系、油層組、砂層組、小層劃分與對比等教學內容。

2.2 非均質性計算

儲層非均質性是儲層研究的核心,其直接關系到油氣生產與開發。因此,讓學生掌握儲層非均質性計算方法是該課程的基本要求。教師可收集油田不同沉積環境的儲層非均質性資料 (包括巖心、砂體、物性、分層和坐標等)供學生上機實習,并要求提交儲層非均質性研究報告。從學生提交的上機實習報告看,大多數學生能夠根據資料分析儲層層間非均質性、平面非均質性以及層內非均質性,并做出較為合理的解釋。

2.3 儲層地質模型建立

建立儲層地質模型是油藏描述的核心,是靜態儲層地質研究最高階段。在油田開發階段,建立儲層地質模型已經成為一項常規技術。這就要求學生能夠掌握儲層地質建模的方法。在教學中,教師通過演示目前流行的建模軟件Petrel[2],對儲層地質建模原理、方法和最終成果進行講授,并督促學生課后練習Petrel軟件中的應用實例,達到掌握建模原理和熟練應用軟件的目的。

2.4 油藏動態分析

資源工程和地質專業學生畢業后一般分配在采油廠實習,而油藏動態分析是采油廠地質技術員的基本工作之一。因此,讓學生掌握油藏動態分析原理和方法就顯得非常重要。筆者結合江漢油田采油廠油藏動態分析實例講授其原理和方法,通過課堂輔導,使學生能夠即學即用。課后學生反映良好。

3 跟蹤學科前沿,激發創新潛能

目前,我國陸相油田進入開發中后期,儲層研究向精細化方向發展,對儲層描述的精度提出了更高的要求,以滿足準確預測剩余油、提高油氣采收率的需要。此外,針對碳酸鹽巖儲層以及非常規儲層的開發,需要提供完備的技術與方法體系。上述內容都是油氣儲層研究的熱點。因此,教師在教學中應讓學生了解學科研究熱點并激發起創新潛能。通過文獻調研,發現油氣儲層地質學的研究熱點主要表現在以下幾方面:①碳酸鹽巖油氣儲層地質學。碳酸鹽巖儲層具備復雜的孔洞縫系統,而裂縫和孔洞在油氣運移和開采過程中起著重要的作用,了解其成因、分布、預測以及對油氣開發影響目前已成為研究熱點。李德生院士提出的 “數字地球”觀點,為碳酸鹽巖儲層地質學研究提供了一條新的途徑。因此,隨著碳酸鹽巖儲層研究的日益開展,碳酸鹽巖儲層地質學已經成為一個專門學科研究體系。②火山巖儲層地質學。隨著國內新疆、遼河等油田火山巖油氣藏的發現,火山巖儲層作為一種特殊的油氣儲層類型越來越受人們的重視[4],火山巖儲層地質學也應運而生。由于其儲層特殊性以及研究基礎較弱,火山巖儲層地質學研究將是今后一個重要突破方向。③相關新理論、新技術和方法。我國陸相碎屑巖儲層具備復雜的非均質性,在開發中后期層內非均質性已經成為影響油水運動的重要因素,因而需要對儲層結構進行精細解剖并建立高精度儲層模型。由此發展出儲層建筑結構要素分析法、大孔道形成機理與預測技術、剩余油預測技術、裂縫預測技術、油藏動態監測、地質統計反演以及儲層隨機建模技術等開發中后期關鍵技術。因此,在講授課程時,應隨時介紹上述新理論、新技術和方法的研究進展,讓學生了解學科研究熱點,激發其創新潛能。

4 結 語

《油氣儲層地質學》是石油專業核心專業選修課程,具有很強的綜合性和實用性。針對該課程的特點并結合教學實際,在教學中采取如下改革措施:①梳理教學框架,構筑教學要點;②強調實踐教學,突出實踐效果;③跟蹤學科前沿,激發創新潛能。通過采取上述措施,學生較好地理解了學科基礎理論知識,同時掌握了相應實踐技能,取得了很好的教學效果。

[1]于興河.油氣儲層地質學基礎 [M].北京:石油工業出版社,2008.

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

[3]強子同.碳酸鹽巖儲層地質學 [M].北京:中國石油大學出版社,2007.

[4]陳建文.一門新興的邊緣科學——火山巖儲層地質學 [J].海洋地質動態,2002,18(4):19-22.