油氣田開發(fā)地質(zhì)學(xué)課程內(nèi)容改革探討

張洪

［摘 要］油氣田開發(fā)地質(zhì)學(xué)是油氣類高校的重點(diǎn)課程，正確講授該課程，可以為開發(fā)系學(xué)生進(jìn)行科研和生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。文章結(jié)合教師授課經(jīng)驗(yàn)、課程授課團(tuán)隊(duì)反饋意見和授課學(xué)生調(diào)查問卷結(jié)果，廣泛查閱學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)，總結(jié)出課程教學(xué)過程中的主要矛盾是：勘探地質(zhì)內(nèi)容過多，擠占了開發(fā)地質(zhì)部分內(nèi)容；開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容沒有體現(xiàn)地質(zhì)基礎(chǔ)內(nèi)容；勘探地質(zhì)和開發(fā)地質(zhì)部分內(nèi)容二者割裂，沒有有效指導(dǎo)開發(fā)實(shí)踐。為此，文章提出了“一個(gè)中心，兩個(gè)基本原則”的課程教改方向新理念，即以開發(fā)實(shí)踐為中心，以開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容為主體的原則、勘探地質(zhì)內(nèi)容詳略得當(dāng)?shù)脑瓌t。以上成果認(rèn)知為合理安排該門課程的教學(xué)工作提供了借鑒。

［關(guān)鍵詞］油氣田開發(fā)地質(zhì)學(xué)；勘探；開發(fā)；開發(fā)地質(zhì)；地質(zhì)授課內(nèi)容；開發(fā)授課內(nèi)容

［中圖分類號(hào)］ N41;G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2022）09-0086-03

石油和天然氣是中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的主體。2013年，油氣占中國(guó)能源總量的比例分別為17%和6%。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，2020年中國(guó)石油缺口達(dá)到1.5億噸，我國(guó)不僅要耗費(fèi)大量的美元儲(chǔ)備購買石油，能源安全問題也不可忽視。因此，生產(chǎn)更多優(yōu)質(zhì)油氣成為中國(guó)能源工業(yè)的重中之重［1-2］。目前中國(guó)油氣工業(yè)基本從勘探階段過渡到開發(fā)階段，油田普遍進(jìn)入二次注水階段，提高開發(fā)效果和采收率成為油氣工業(yè)的主要目標(biāo)，必須培養(yǎng)大量油氣開發(fā)人才來滿足國(guó)家發(fā)展需要。

中國(guó)石油大學(xué)（北京）是211工程院校，同時(shí)也是最新進(jìn)入國(guó)家“雙一流”院校名錄的高校之一。“雙一流”建設(shè)以培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，大力發(fā)展一流本科教育是“雙一流”建設(shè)的重要內(nèi)涵[3-5]。為了貫徹這一目標(biāo)，學(xué)校采取了許多舉措，例如給予優(yōu)秀本科生本碩博連讀的機(jī)會(huì)，給予優(yōu)秀學(xué)生直接深造的可能；堅(jiān)持副教授，特別是教授為本科生授課的制度，并將教授績(jī)效考核與教師授課工作量掛鉤，保證學(xué)校高級(jí)專家為學(xué)生傳授其豐富經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)；加強(qiáng)教師教學(xué)能力培養(yǎng)，培養(yǎng)方式包括本校培養(yǎng)、外聘專家培訓(xùn)及出國(guó)研修等，校內(nèi)一半以上教師都具有出國(guó)學(xué)習(xí)經(jīng)歷[6]；定期召開本科和研究生教育教學(xué)會(huì)議，提高教學(xué)和教育質(zhì)量。在此過程中，課程體系教育改革也被校方高度重視，每年投入經(jīng)費(fèi)設(shè)置了大量教改項(xiàng)目，教改項(xiàng)目的申報(bào)和教改論文的撰寫與教師績(jī)效掛鉤。而一些重點(diǎn)學(xué)院的重要課程，涉及學(xué)校高層次人才培養(yǎng)質(zhì)量，因此通過對(duì)其進(jìn)行教改提高其授課質(zhì)量迫在眉睫。

在中國(guó)石油大學(xué)（北京）的課程體系中，油氣田開發(fā)地質(zhì)學(xué)是培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)開發(fā)人才的一門必修課程，作為石油地質(zhì)學(xué)與油氣田開發(fā)的交叉學(xué)科，其為提高油氣開發(fā)水平和技術(shù)應(yīng)用效果發(fā)揮了重要作用[7]，且油氣藏開發(fā)的優(yōu)劣受控于開發(fā)地質(zhì)的研究程度，因而課程重要性不言而喻［8-10］。本課程通過對(duì)油氣生產(chǎn)兩大階段——勘探和開發(fā)中所必須掌握的開發(fā)地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)，如生儲(chǔ)蓋層、儲(chǔ)層非均質(zhì)性及三維地質(zhì)建模的詳細(xì)論述，使學(xué)生具備油氣開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)，但授課過程中部分教師存在兩大誤區(qū)，一是將過多的精力投入石油地質(zhì)知識(shí)講授中，比如課程48學(xué)時(shí)，卻用近30學(xué)時(shí)講生儲(chǔ)蓋運(yùn)圈保，因而沒有時(shí)間講述開發(fā)地質(zhì)知識(shí)；二是只講與開發(fā)相關(guān)的內(nèi)容，如地質(zhì)建模、沉積相等，使學(xué)生對(duì)最基礎(chǔ)的開發(fā)地質(zhì)知識(shí)，如地質(zhì)年代、測(cè)井種類等在課程結(jié)束后仍然不了解。如何將二者有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)生既全面地了解地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)，又掌握開發(fā)應(yīng)用地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)，是在有限的課堂時(shí)間內(nèi)必須解決的問題。

一、課程內(nèi)容

該課程的根本目的是為開發(fā)專業(yè)學(xué)生提供必要的開發(fā)地質(zhì)知識(shí)。為此，課程設(shè)置了兩部分內(nèi)容：第一部分為基礎(chǔ)勘探地質(zhì)內(nèi)容，主要介紹勘探部分的精華地質(zhì)內(nèi)容，包括地層格架、地質(zhì)年代表、油氣成藏的靜態(tài)要素生儲(chǔ)蓋層各自定義及巖性特征、油氣成藏動(dòng)態(tài)要素運(yùn)圈保各自定義及構(gòu)成要素和巖性特征、油氣聚集單位等，核心是促使學(xué)生了解油氣藏構(gòu)成要素［11］。第二部分是開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容，主要介紹油氣開發(fā)中必須掌握的地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)，此部分與油氣開發(fā)緊密相連，包括小層劃分對(duì)比、沉積微相種類和劃分流程、構(gòu)造類型及對(duì)開發(fā)影響、儲(chǔ)層非均質(zhì)性概念及對(duì)開發(fā)水竄的控制作用、溫度壓力對(duì)油氣富集控制作用及獲取方式、油氣資源量和儲(chǔ)量各自定義分類及計(jì)算方式、三維地質(zhì)建模概念方法及流程等，核心是通過開發(fā)地質(zhì)研究建立油藏開發(fā)必需的三維地質(zhì)模型，為進(jìn)一步的開發(fā)方案制訂、修正及數(shù)值模擬提供基礎(chǔ)。

二、授課內(nèi)容存在的問題

根據(jù)課程授課團(tuán)隊(duì)共同討論結(jié)果、專家組旁聽課程反饋意見及筆者授課過程中的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，彼此緊密關(guān)聯(lián)、內(nèi)容迥異而又與油氣開發(fā)相關(guān)的兩部分內(nèi)容，導(dǎo)致授課過程中主要存在如下三個(gè)問題。

（一）勘探地質(zhì)內(nèi)容所占篇幅過大

課程授課團(tuán)隊(duì)共有6位教師，其中3位具有勘探地質(zhì)背景，另3位具有開發(fā)地質(zhì)背景。勘探地質(zhì)背景出身的教師習(xí)慣性地將自己擅長(zhǎng)的生儲(chǔ)蓋運(yùn)圈保內(nèi)容講得非常詳細(xì)，因?yàn)槟鞘撬麄兩瞄L(zhǎng)的領(lǐng)域，通常會(huì)占據(jù)30個(gè)課時(shí)左右，等他們意識(shí)到后面更重要的開發(fā)地質(zhì)部分所留時(shí)間過短時(shí)，為時(shí)已晚，只能粗略講解后面7個(gè)章節(jié)，而開發(fā)地質(zhì)最重要的儲(chǔ)層非均質(zhì)性、小層劃分對(duì)比及三維地質(zhì)建模也被一帶而過，給學(xué)生一種主次不分的感覺。

（二）地質(zhì)內(nèi)容被忽略

開發(fā)地質(zhì)出身的教師地質(zhì)知識(shí)略為欠缺，而課程目標(biāo)也讓教師覺得基礎(chǔ)地質(zhì)知識(shí)是“雞肋”，對(duì)學(xué)生可有可無。這兩個(gè)原因造成教師在授課過程中容易將一些重要的地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)忽略，比如測(cè)井曲線識(shí)別砂泥巖、生儲(chǔ)蓋運(yùn)圈保概念、蓋層封閉機(jī)制、中國(guó)陸相儲(chǔ)集層主要代表及其特征和含油層位等。這些基礎(chǔ)知識(shí)的缺失，會(huì)導(dǎo)致開發(fā)專業(yè)學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和科研工作過程中遇到極大的困難。筆者在帶研究生過程中，就發(fā)現(xiàn)很多石工研究生不具備利用測(cè)井曲線幅度、形態(tài)識(shí)別砂泥巖和油氣水層的能力。

（三）勘探地質(zhì)和開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容被割裂

油氣工業(yè)上游行業(yè)中，勘探和開發(fā)兩個(gè)過程前后銜接、緊密相連，前者是后者的基礎(chǔ)，后者成效高低直接評(píng)判前者工作優(yōu)劣。勘探地質(zhì)知識(shí)與開發(fā)地質(zhì)知識(shí)也是有機(jī)的一對(duì)矛盾，彼此依存、互為因果，勘探地質(zhì)知識(shí)幫助學(xué)生建立地質(zhì)框架，開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容則為具體開發(fā)過程提供理論基礎(chǔ)，二者緊密結(jié)合成為一個(gè)油氣生產(chǎn)理論體系整體中不可分割的兩個(gè)部分［12］。團(tuán)隊(duì)教師在授課過程中，容易將二者獨(dú)立起來，講勘探地質(zhì)知識(shí)時(shí)就是講生儲(chǔ)蓋運(yùn)圈保，沒有附加任何開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容；而講開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容時(shí)則只和油氣有效開采相關(guān)，不體現(xiàn)其地質(zhì)框架基礎(chǔ)，如油藏工程內(nèi)容不體現(xiàn)儲(chǔ)層性質(zhì)、三維地質(zhì)建模只有建模過程而沒有地層格架內(nèi)容和沉積微相劃分過程。這樣的授課使學(xué)生對(duì)油氣成藏及用各種手段有效流出井筒的整體勘探開發(fā)過程沒有清晰認(rèn)識(shí)，缺乏一個(gè)油藏工程師必備的整體知識(shí)體系，影響學(xué)生將來的油氣開發(fā)工作。

為了了解上課學(xué)生的真實(shí)想法和上述研究?jī)?nèi)容的可靠性，筆者于2020年對(duì)石油工程學(xué)院上該課的77名學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研，問卷調(diào)查內(nèi)容見表1。通過對(duì)表1進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們普遍認(rèn)為開發(fā)地質(zhì)知識(shí)更為重要，所占比例在前3名和前5名之中，這表明開發(fā)專業(yè)學(xué)生更重視開發(fā)地質(zhì)知識(shí)學(xué)習(xí)，但對(duì)重點(diǎn)勘探地質(zhì)知識(shí)，如生儲(chǔ)蓋和測(cè)井地震解釋內(nèi)容（排第3名和第5名），他們也給予了極大的關(guān)注。問卷結(jié)果可以得出與上述研究相似的結(jié)論，即主要授課精力應(yīng)放在開發(fā)地質(zhì)知識(shí)講授上，但對(duì)于重點(diǎn)勘探地質(zhì)知識(shí)，在限定授課時(shí)間內(nèi)應(yīng)詳細(xì)講述，其他相對(duì)次要的純勘探地質(zhì)知識(shí)，如成巖作用、油氣聚集特點(diǎn)等簡(jiǎn)單描述即可，同時(shí)二者必須相結(jié)合，為開發(fā)實(shí)踐服務(wù)，見圖1、表1。

三、解決方法

（一）平衡勘探地質(zhì)內(nèi)容比例，重點(diǎn)保證精華部分授課內(nèi)容

勘探地質(zhì)部分內(nèi)容不宜過細(xì)過多，應(yīng)重點(diǎn)講述與開發(fā)緊密相關(guān)的內(nèi)容，在近20個(gè)課時(shí)（總課程48個(gè)課時(shí)，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)建議配比比例為：勘探地質(zhì)部分20個(gè)學(xué)時(shí)，開發(fā)地質(zhì)部分28個(gè)學(xué)時(shí)）內(nèi)，把更大的課時(shí)量用于精華內(nèi)容的講授，這部分內(nèi)容要么是整個(gè)勘探開發(fā)的共同基礎(chǔ)，要么是和開發(fā)直接相關(guān)的基礎(chǔ)地質(zhì)。例如重點(diǎn)講述油氣水概念，了解生儲(chǔ)蓋層地層體系構(gòu)成（如上古生界志留泥盆石炭系等），利用高電阻、低伽馬、自然電位基線識(shí)別砂巖，高伽馬高泥質(zhì)含量識(shí)別泥巖，三高三低（高電阻、中子孔隙度、聲波，低密度、自然電位、伽馬）識(shí)別煤層，了解儲(chǔ)蓋運(yùn)圈保各自概念及油氣成藏所起的作用、中國(guó)陸相儲(chǔ)集層主要類型及主要含油層位和微相、蓋層封閉機(jī)理、圈閉度量等核心內(nèi)容。

（二）在勘探地質(zhì)授課內(nèi)容基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講述開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容

開發(fā)地質(zhì)部分是重點(diǎn)講述的內(nèi)容，但不能忽視勘探地質(zhì)基礎(chǔ)內(nèi)容，在講述開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容過程中，應(yīng)時(shí)刻牢記勘探地質(zhì)內(nèi)容的基礎(chǔ)作用，把勘探地質(zhì)的核心內(nèi)容融入開發(fā)地質(zhì)教學(xué)過程中。比如講述儲(chǔ)層非均質(zhì)性時(shí)，要重點(diǎn)將儲(chǔ)層概念、儲(chǔ)層的儲(chǔ)集和滲濾基礎(chǔ)屬性、儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)、中國(guó)陸相重點(diǎn)儲(chǔ)層特點(diǎn)等內(nèi)容與儲(chǔ)層非均質(zhì)性結(jié)合起來，這樣才更清晰和更有邏輯性；對(duì)剩余油部分的講授則可以將構(gòu)造、流體部分結(jié)合起來，這樣才能將剩余油主控因素講得更生動(dòng)、更有內(nèi)涵；對(duì)沉積相部分的講授則可以將前述儲(chǔ)層和儲(chǔ)層描述內(nèi)容緊密結(jié)合，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)在勘探階段解決大相、亞相及環(huán)境問題，而在開發(fā)階段則強(qiáng)調(diào)微相劃分及模式；對(duì)三維地質(zhì)建模部分的講授則強(qiáng)調(diào)地層格架、儲(chǔ)層和砂體分布的重要性。這樣既復(fù)習(xí)了前述勘探內(nèi)容，又把開發(fā)地質(zhì)部分建立在前述勘探地質(zhì)基礎(chǔ)內(nèi)容之上，給人一氣呵成、前后連貫的感覺。

（三）把勘探地質(zhì)內(nèi)容和開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容與開發(fā)實(shí)踐緊密結(jié)合

勘探階段和開發(fā)階段是油氣生產(chǎn)的兩個(gè)不可或缺的階段，勘探地質(zhì)內(nèi)容和開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容也是開發(fā)專業(yè)學(xué)生必須掌握的兩方面知識(shí)。這兩方面知識(shí)不是孤立的，而是彼此緊密聯(lián)系的，連接的紐帶和橋梁即為開發(fā)實(shí)踐，因此該門課程的教師應(yīng)該時(shí)刻將授課的每一部分內(nèi)容與開發(fā)實(shí)踐緊密結(jié)合。例如講儲(chǔ)層內(nèi)容時(shí)應(yīng)盡量與儲(chǔ)層描述及一類儲(chǔ)層和甜點(diǎn)區(qū)識(shí)別聯(lián)系；講鉆測(cè)井資料時(shí)要與開發(fā)井井型、注采井網(wǎng)布置等各類開發(fā)方案結(jié)合；講圈閉和油氣聚集內(nèi)容時(shí)則應(yīng)盡量與圈閉測(cè)量、有效含油氣面積獲取及儲(chǔ)量計(jì)算等開發(fā)內(nèi)容緊密結(jié)合；講儲(chǔ)層非均質(zhì)性內(nèi)容時(shí)，一定要與剩余油分布及主控因素緊密聯(lián)系；講三維地質(zhì)建模時(shí)則要強(qiáng)調(diào)其動(dòng)靜態(tài)資料結(jié)合、沉積相控制的相控建模、確定性建模與隨機(jī)建模結(jié)合，同時(shí)三維地質(zhì)建模是數(shù)值模擬的基礎(chǔ)和前提，一個(gè)正確的、逼近地質(zhì)真實(shí)的三維地質(zhì)模型，只有經(jīng)過粗化輸入Eclipse和CMG軟件進(jìn)行數(shù)模，才能得到油氣藏真實(shí)的開發(fā)方案及產(chǎn)量預(yù)測(cè)結(jié)果。

四、結(jié)論

總之，油氣田開發(fā)地質(zhì)學(xué)是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合，與油氣現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)聯(lián)系極為緊密的學(xué)科。教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)上述研究?jī)?nèi)容提出了“一個(gè)中心，兩個(gè)基本原則”的課程教學(xué)內(nèi)容改革新方向。

一是課程全部?jī)?nèi)容要為油田開發(fā)實(shí)踐服務(wù)，不能偏離這個(gè)中心。無論勘探地質(zhì)內(nèi)容還是開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容，都必須時(shí)刻緊密聯(lián)系開發(fā)核心，為此授課應(yīng)增加大量開發(fā)項(xiàng)目實(shí)踐內(nèi)容佐證理論，授課教師必須具備扎實(shí)的開發(fā)地質(zhì)理論基礎(chǔ)。

二是堅(jiān)持油氣開發(fā)和開發(fā)地質(zhì)基礎(chǔ)地位原則。開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容是重點(diǎn)。堅(jiān)持勘探地質(zhì)授課詳略得當(dāng)、與開發(fā)地質(zhì)互相融合的原則，基礎(chǔ)地質(zhì)內(nèi)容不宜過多，但精華部分一定要講透，同時(shí)將勘探地質(zhì)的基礎(chǔ)概念融入開發(fā)地質(zhì)授課內(nèi)容之中。

三是勘探地質(zhì)部分和開發(fā)地質(zhì)部分授課比例宜量化。勘探地質(zhì)部分為18～20個(gè)學(xué)時(shí)，開發(fā)地質(zhì)部分為28～30個(gè)學(xué)時(shí)。

該門課程教改方向新理念也適用于高校同類課程。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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［責(zé)任編輯：鐘 嵐］