三位一體綜合教學(xué)法在《測(cè)井方法原理》教學(xué)中的應(yīng)用

程 希

（西安石油大學(xué)油氣資源學(xué)院，陜西 西安710065）

三位一體綜合教學(xué)法在《測(cè)井方法原理》教學(xué)中的應(yīng)用

程 希

（西安石油大學(xué)油氣資源學(xué)院，陜西 西安710065）

在《測(cè)井方法原理》教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用三位一體綜合教學(xué)法，將板書推導(dǎo)、多媒體知識(shí)梳理和實(shí)踐實(shí)習(xí)相結(jié)合，加深了物探專業(yè)學(xué)生對(duì)理論性較強(qiáng)的知識(shí)的掌握與靈活應(yīng)用。主要做法是：在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中用板書推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維，用多媒體形象化的動(dòng)畫展示測(cè)量原理和梳理繁瑣凌亂的知識(shí)，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中通過實(shí)踐實(shí)習(xí)增加學(xué)生對(duì)測(cè)井方法的感官認(rèn)識(shí)和興趣。

三位一體綜合教學(xué)法；測(cè)井方法原理；課堂教學(xué)法；實(shí)踐教學(xué)

1 前 言

地球物理測(cè)井方法在油氣田勘探及開發(fā)階段中，是廣泛獲取地質(zhì)資料的重要手段之一，隨著勘探領(lǐng)域的擴(kuò)展及油田開發(fā)的需要，不斷涌現(xiàn)出新的測(cè)井方法；測(cè)井的儀器和手段不斷更新；隨著信息量的增加，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)井解釋方法不斷完善，使測(cè)井資料的應(yīng)用更加廣泛。這就要求勘查技術(shù)與工程，即物探專業(yè)學(xué)生必須具備礦場(chǎng)地球物理測(cè)井方面的知識(shí)，必須有能利用測(cè)井資料進(jìn)行地質(zhì)解釋，及用解釋成果圖進(jìn)行地質(zhì)分析的基本技能。

而《測(cè)井方法原理》屬于跨學(xué)科的多學(xué)科綜合科學(xué)，是以電磁場(chǎng)理論、聲波波動(dòng)理論以及核物理為基礎(chǔ)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)、材料學(xué)和電子技術(shù)為手段來提取地層信息的學(xué)科。這門課程對(duì)學(xué)生的起點(diǎn)要求較高，需要有較強(qiáng)的理論功底，但學(xué)科本身的趣味性不強(qiáng)，因此沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法教學(xué)效果不明顯。筆者長(zhǎng)期從事石油地質(zhì)專業(yè)的教學(xué)，在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)出了三位一體綜合教學(xué)法，在《測(cè)井方法原理》教學(xué)中加以應(yīng)用，取得了良好的教學(xué)效果。

三位一體教學(xué)法，就是將板書推導(dǎo)、多媒體知識(shí)梳理和實(shí)踐實(shí)習(xí)相結(jié)合，加深對(duì)理論性較強(qiáng)的知識(shí)的掌握與靈活應(yīng)用。即在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中用板書推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維，用多媒體形象化的動(dòng)畫展示測(cè)量原理和梳理繁瑣凌亂的知識(shí)，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中通過實(shí)踐實(shí)習(xí)增加學(xué)生對(duì)測(cè)井方法的感官認(rèn)識(shí)和興趣。

2 課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

對(duì)于大部分的學(xué)生來說，測(cè)井現(xiàn)場(chǎng)知識(shí)非常缺乏。在教學(xué)的過程中，采用多媒體的形式可以詳細(xì)地展示一些用板書難以說明的測(cè)井新技術(shù)，包括復(fù)雜的探測(cè)器和成像效果圖。例如，通過影像資料可以形象生動(dòng)地反映測(cè)井井場(chǎng)條件、測(cè)井過程和測(cè)井系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。并根據(jù)測(cè)井技術(shù)發(fā)展歷程，以模擬測(cè)井、數(shù)字測(cè)井、數(shù)控測(cè)井和成像測(cè)井的發(fā)展階段為主線，介紹國(guó)內(nèi)外測(cè)井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際測(cè)井資料應(yīng)用，說明地球物理測(cè)井在巖性識(shí)別、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、流體識(shí)別、油藏描述和工程中的應(yīng)用。

以多媒體為手段，還可利用其可顯示大量信息的特點(diǎn)，對(duì)龐雜的學(xué)科內(nèi)容加以總結(jié)和梳理，讓學(xué)生順利地在頭腦中形成測(cè)井方法原理的大致框架。如以常規(guī)九條測(cè)井曲線對(duì)測(cè)井方法進(jìn)行歸類，使零散且易于混淆的測(cè)井方法有了主線，形成樹枝狀知識(shí)結(jié)構(gòu)鏈，并梳理出如雙側(cè)向－微球測(cè)井、雙感應(yīng)－八側(cè)向等測(cè)井系列。從巖石物性、巖性和流體特性對(duì)測(cè)井方法進(jìn)行梳理，使巖石的這些特性與各種測(cè)井方法的機(jī)理結(jié)合，形成不同的測(cè)井系列和解釋評(píng)價(jià)方法。

板書手段對(duì)理論基礎(chǔ)的推導(dǎo)，學(xué)生思維連續(xù)性的培養(yǎng)有著不可替代的作用，這在有經(jīng)驗(yàn)的老教師教學(xué)實(shí)踐中已有佐證。依據(jù)邏輯條理，學(xué)生跟著老師思路在黑板上對(duì)公式的推導(dǎo)，并有充足的思考時(shí)間，能明白理論公式的來龍去脈，有利于加深記憶和靈活應(yīng)用，能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)測(cè)井原理有嚴(yán)密的邏輯思維能力。

以自然電位測(cè)井、普通電阻率測(cè)井為例。在多媒體講述的過程中，通過視頻說明自然電位的產(chǎn)生原因。結(jié)合板書詳細(xì)地說明三種自然電位的產(chǎn)生，并從通過推導(dǎo)出的公式詳細(xì)地說明自然電位測(cè)井的特點(diǎn)及影響因素。在講授普通電阻率測(cè)井時(shí)，利用板書以麥克斯韋方程為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出普通電阻率測(cè)井視電阻率計(jì)算公式，使學(xué)生對(duì)電法測(cè)井中的儀器常數(shù)有了更深入的了解。用阿爾奇公式計(jì)算地層含油飽和度的推導(dǎo)過程，說明電法測(cè)井通過阿爾奇公式建立起電阻率與地層含油飽和度的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了含油飽和度的定量評(píng)價(jià)。

以巖石體積物理模型為基礎(chǔ)，根據(jù)不同地質(zhì)模型，分別以簡(jiǎn)單的純水砂巖、含泥質(zhì)含水砂巖，含泥質(zhì)油氣層等，用巖石的體積光電吸收截面測(cè)井、中子俘獲截面測(cè)井，以及密度、聲波、中子測(cè)井三孔隙度測(cè)井等不同的測(cè)井方法，寫出相應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)方程。從而在本質(zhì)上，理解地球物理信息如何與地質(zhì)信息是如何建立起關(guān)系的，并可詳細(xì)分析各種測(cè)井方法的影響因素，而不需要學(xué)生機(jī)械教條地記憶一些結(jié)論。

3 實(shí)踐實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)

《測(cè)井方法原理》這門課程增加了實(shí)踐實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，是為了加深學(xué)生對(duì)各種測(cè)井方法的理解，了解測(cè)井現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的整個(gè)流程，熟悉各種儀器的操作規(guī)程，直觀認(rèn)識(shí)各種測(cè)井曲線及圖頭；并應(yīng)用所學(xué)的測(cè)井知識(shí)，并能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井得到的實(shí)際曲線進(jìn)行定性快速的解釋。

物探專業(yè)是以班為單位，在完成一個(gè)階段的理論學(xué)習(xí)后會(huì)進(jìn)行一天的實(shí)踐實(shí)習(xí)教學(xué)。學(xué)生跟從教師搬運(yùn)儀器至井場(chǎng)，連接地面操作系統(tǒng)、絞車、天滑輪、地滑輪等，連接井下儀器，在井口地面測(cè)試儀器。儀器自檢正常后，按7－8個(gè)學(xué)生分組，每組學(xué)生按井口儀器監(jiān)控、操作控制、操作監(jiān)控和打印控制分工，完成兩次測(cè)井。要求學(xué)員完全按以下過程規(guī)范操作：

（1）數(shù)字采集記錄儀操作

將數(shù)字記錄儀與絞車控制面板、絞車以及下井儀器正確連接。供電方式選擇0檔，測(cè)量方式選擇1檔；探管電流選擇40mA檔，此檔適用于密度三側(cè)向、聲波、井溫井液電阻率、電極系以及連續(xù)測(cè)斜探管。用電連接線將絞車集流環(huán)輸出與采集面板正確連接，紅、黃、綠、黒線分別接控制面板的＋、－、信、零端，航空插頭上分別接1、2、3、4。用采集面板小鍵盤設(shè)置圖頭，包括地區(qū)號(hào)、孔號(hào)、采樣間隔和打印比例以及探管號(hào)。按“回放”鍵進(jìn)行采集預(yù)備，按“自采”鍵進(jìn)行面板采集，按“設(shè)置”鍵停止采集并存儲(chǔ)。測(cè)井結(jié)束后，停止絞車，按“設(shè)置”鍵停止采集并存儲(chǔ)。

（2）測(cè)井絞車操作

連接無誤時(shí)，將升降開關(guān)打到“停位”。打開絞車電源開關(guān)，讓深度和速度都顯示為零。選擇適當(dāng)?shù)倪^電流檔，推薦選擇4或5檔。將預(yù)置停車開關(guān)打到“設(shè)定”，輸入起始深度值，并按“置數(shù)”確認(rèn)。將升降開關(guān)打到“上”或“下”，調(diào)節(jié)調(diào)速電位器使絞車轉(zhuǎn)動(dòng)。

（3）測(cè)井過程監(jiān)控

操作過程中檢查電壓、電流、速度及深度等顯示參數(shù)的變化。絞車改變上、下狀態(tài)時(shí)，必須經(jīng)過停車擋。

從課堂上預(yù)留的復(fù)習(xí)思考題回答情況和綜合計(jì)算題作業(yè)成績(jī)來看，每個(gè)班的每個(gè)組，各個(gè)同學(xué)都參與到整個(gè)測(cè)井作業(yè)過程中，共完成密度三側(cè)向、井溫電阻率和固井聲幅測(cè)井中的不少于四條測(cè)井曲線的采集和解釋。在老師指導(dǎo)下，分小組，小組內(nèi)同學(xué)分工，采集到測(cè)井曲線，并完成對(duì)測(cè)井曲線的定性解釋；學(xué)生認(rèn)真地完成測(cè)井儀器操作，正確地獲得測(cè)井曲線，增加了對(duì)測(cè)井原理的直觀認(rèn)識(shí)，提高了對(duì)測(cè)井方法原理的興趣，也更深刻地領(lǐng)會(huì)與掌握測(cè)井方法原理。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

對(duì)于跨學(xué)科、綜合性強(qiáng)的測(cè)井方法原理這門課來說，這種三位一體綜合教學(xué)方法取得了較為滿意的效果。通過對(duì)物探專業(yè)學(xué)生問卷調(diào)查，對(duì)這種教學(xué)方法持滿意以上的學(xué)生占100%，其中非常滿意的人數(shù)占71%。通過對(duì)以多媒體、板書為手段，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的三位一體教學(xué)法的實(shí)踐研究，得出以下認(rèn)識(shí)：

（1）三位一體教學(xué)法對(duì)講授者有較高的要求，要求其對(duì)各種測(cè)井方法有較深入的了解，有較好的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)。

（2）講授者要善于歸納總結(jié)各種測(cè)井方法的共性和差異，將抽象的原理應(yīng)用動(dòng)畫等多媒體形式，形象化的教學(xué)。

（3）實(shí)踐教學(xué)需要講授者需有較強(qiáng)的儀器操作能力及測(cè)井資料快速解釋能力。

（4）三位一體教學(xué)法需要學(xué)生配合參與，自始至終全身心投入整個(gè)教學(xué)過程。

這種三位一體綜合教學(xué)法能克服物探專業(yè)學(xué)生對(duì)基于聲電核為基礎(chǔ)的測(cè)井方法原理課因理論深?yuàn)W而產(chǎn)生的畏懼感，應(yīng)用多媒體與板書結(jié)合，加之以實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生對(duì)各種測(cè)井方法從本質(zhì)上有了深刻認(rèn)識(shí)和理解，從而能產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。從教學(xué)效果和學(xué)生調(diào)查來看，這種教學(xué)法值得深入研究。

［1］羅剛，周翔.地質(zhì)礦產(chǎn)勘察專業(yè)人才培養(yǎng)的改革與實(shí)踐［J］.蘇州學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，（4）.

［2］曹菁.對(duì)提高高等教育教學(xué)質(zhì)量的思考［J］.中國(guó)地質(zhì)教育，2008，（1）：25－28.

On the Application of the Three－Steps Teaching Approach to the Teaching of The Logging Theories

CHENG Xi
（School of Oil and Gas Resource，Xi＇an Petroleum University，Xi＇an Shanxi 710065，China）

This paper demonstrates the“trinity”comprehensive teaching approach during the teaching of The Logging Theories which combines derivation in written－form and knowledge summarizing in multi－media form with practices in order to consolidate geophysical prospecting majored students＇mastering and using of theoretical knowledge.Here is an outline of the teaching steps：writing out every step of derivation on blackboard in class is to develop rigorous logic thinking among students；multi－media is good visual way to demonstrate measuring principles and help students get the stuffed information in order and have a better understanding；practices can make students get to know logging first hand and develop an interest in it.

Three－Steps Teaching Approach；The Logging Theories；Teaching Method in Class；Teaching in Practices

G642

A

1009—301X（2012）01—0088—03

2011－11－25

程希（1971－），男，副教授，工作于西安石油大學(xué)油氣資源學(xué)院，主要從事地球物理測(cè)井教學(xué)科研工作。

［責(zé)任編輯 趙芳］