三位一體綜合教學法在《測井方法原理》教學中的應用

程 希

（西安石油大學油氣資源學院，陜西 西安710065）

三位一體綜合教學法在《測井方法原理》教學中的應用

程 希

（西安石油大學油氣資源學院，陜西 西安710065）

在《測井方法原理》教學實踐中應用三位一體綜合教學法，將板書推導、多媒體知識梳理和實踐實習相結(jié)合，加深了物探專業(yè)學生對理論性較強的知識的掌握與靈活應用。主要做法是：在課堂教學環(huán)節(jié)中用板書推導培養(yǎng)學生嚴密的邏輯思維，用多媒體形象化的動畫展示測量原理和梳理繁瑣凌亂的知識，在實踐教學環(huán)節(jié)中通過實踐實習增加學生對測井方法的感官認識和興趣。

三位一體綜合教學法；測井方法原理；課堂教學法；實踐教學

1 前 言

地球物理測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)域的擴展及油田開發(fā)的需要，不斷涌現(xiàn)出新的測井方法；測井的儀器和手段不斷更新；隨著信息量的增加，計算機技術(shù)的發(fā)展，測井解釋方法不斷完善，使測井資料的應用更加廣泛。這就要求勘查技術(shù)與工程，即物探專業(yè)學生必須具備礦場地球物理測井方面的知識，必須有能利用測井資料進行地質(zhì)解釋，及用解釋成果圖進行地質(zhì)分析的基本技能。

而《測井方法原理》屬于跨學科的多學科綜合科學，是以電磁場理論、聲波波動理論以及核物理為基礎(chǔ)，應用計算機、材料學和電子技術(shù)為手段來提取地層信息的學科。這門課程對學生的起點要求較高，需要有較強的理論功底，但學科本身的趣味性不強，因此沿用傳統(tǒng)的教學方法教學效果不明顯。筆者長期從事石油地質(zhì)專業(yè)的教學，在教學實踐中總結(jié)出了三位一體綜合教學法，在《測井方法原理》教學中加以應用，取得了良好的教學效果。

三位一體教學法，就是將板書推導、多媒體知識梳理和實踐實習相結(jié)合，加深對理論性較強的知識的掌握與靈活應用。即在課堂教學環(huán)節(jié)中用板書推導培養(yǎng)學生嚴密的邏輯思維，用多媒體形象化的動畫展示測量原理和梳理繁瑣凌亂的知識，在實踐教學環(huán)節(jié)中通過實踐實習增加學生對測井方法的感官認識和興趣。

2 課堂教學環(huán)節(jié)

對于大部分的學生來說，測井現(xiàn)場知識非常缺乏。在教學的過程中，采用多媒體的形式可以詳細地展示一些用板書難以說明的測井新技術(shù)，包括復雜的探測器和成像效果圖。例如，通過影像資料可以形象生動地反映測井井場條件、測井過程和測井系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。并根據(jù)測井技術(shù)發(fā)展歷程，以模擬測井、數(shù)字測井、數(shù)控測井和成像測井的發(fā)展階段為主線，介紹國內(nèi)外測井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。同時，結(jié)合實際測井資料應用，說明地球物理測井在巖性識別、儲層評價、流體識別、油藏描述和工程中的應用。

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

板書手段對理論基礎(chǔ)的推導，學生思維連續(xù)性的培養(yǎng)有著不可替代的作用，這在有經(jīng)驗的老教師教學實踐中已有佐證。依據(jù)邏輯條理，學生跟著老師思路在黑板上對公式的推導，并有充足的思考時間，能明白理論公式的來龍去脈，有利于加深記憶和靈活應用，能培養(yǎng)學生對測井原理有嚴密的邏輯思維能力。

以自然電位測井、普通電阻率測井為例。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)合板書詳細地說明三種自然電位的產(chǎn)生，并從通過推導出的公式詳細地說明自然電位測井的特點及影響因素。在講授普通電阻率測井時，利用板書以麥克斯韋方程為基礎(chǔ)，推導出普通電阻率測井視電阻率計算公式，使學生對電法測井中的儀器常數(shù)有了更深入的了解。用阿爾奇公式計算地層含油飽和度的推導過程，說明電法測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，實現(xiàn)了含油飽和度的定量評價。

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井、中子俘獲截面測井，以及密度、聲波、中子測井三孔隙度測井等不同的測井方法，寫出相應的測井響應方程。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，并可詳細分析各種測井方法的影響因素，而不需要學生機械教條地記憶一些結(jié)論。

3 實踐實習環(huán)節(jié)

《測井方法原理》這門課程增加了實踐實習環(huán)節(jié)，是為了加深學生對各種測井方法的理解，了解測井現(xiàn)場作業(yè)的整個流程，熟悉各種儀器的操作規(guī)程，直觀認識各種測井曲線及圖頭；并應用所學的測井知識，并能對現(xiàn)場測井得到的實際曲線進行定性快速的解釋。

物探專業(yè)是以班為單位，在完成一個階段的理論學習后會進行一天的實踐實習教學。學生跟從教師搬運儀器至井場，連接地面操作系統(tǒng)、絞車、天滑輪、地滑輪等，連接井下儀器，在井口地面測試儀器。儀器自檢正常后，按7－8個學生分組，每組學生按井口儀器監(jiān)控、操作控制、操作監(jiān)控和打印控制分工，完成兩次測井。要求學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、孔號、采樣間隔和打印比例以及探管號。按“回放”鍵進行采集預備，按“自采”鍵進行面板采集，按“設(shè)置”鍵停止采集并存儲。測井結(jié)束后，停止絞車，按“設(shè)置”鍵停止采集并存儲。

（2）測井絞車操作

連接無誤時，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?shù)倪^電流檔，推薦選擇4或5檔。將預置停車開關(guān)打到“設(shè)定”，輸入起始深度值，并按“置數(shù)”確認。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。

（3）測井過程監(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，必須經(jīng)過停車擋。

從課堂上預留的復習思考題回答情況和綜合計算題作業(yè)成績來看，每個班的每個組，各個同學都參與到整個測井作業(yè)過程中，共完成密度三側(cè)向、井溫電阻率和固井聲幅測井中的不少于四條測井曲線的采集和解釋。在老師指導下，分小組，小組內(nèi)同學分工，采集到測井曲線，并完成對測井曲線的定性解釋；學生認真地完成測井儀器操作，正確地獲得測井曲線，增加了對測井原理的直觀認識，提高了對測井方法原理的興趣，也更深刻地領(lǐng)會與掌握測井方法原理。

4 結(jié)論與認識

對于跨學科、綜合性強的測井方法原理這門課來說，這種三位一體綜合教學方法取得了較為滿意的效果。通過對物探專業(yè)學生問卷調(diào)查，對這種教學方法持滿意以上的學生占100%，其中非常滿意的人數(shù)占71%。通過對以多媒體、板書為手段，結(jié)合實踐教學的三位一體教學法的實踐研究，得出以下認識：

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

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

（3）實踐教學需要講授者需有較強的儀器操作能力及測井資料快速解釋能力。

（4）三位一體教學法需要學生配合參與，自始至終全身心投入整個教學過程。

這種三位一體綜合教學法能克服物探專業(yè)學生對基于聲電核為基礎(chǔ)的測井方法原理課因理論深奧而產(chǎn)生的畏懼感，應用多媒體與板書結(jié)合，加之以實踐教學，使學生對各種測井方法從本質(zhì)上有了深刻認識和理解，從而能產(chǎn)生學習興趣。從教學效果和學生調(diào)查來看，這種教學法值得深入研究。

［1］羅剛，周翔.地質(zhì)礦產(chǎn)勘察專業(yè)人才培養(yǎng)的改革與實踐［J］.蘇州學院學報，2007，（4）.

［2］曹菁.對提高高等教育教學質(zhì)量的思考［J］.中國地質(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油氣資源學院，主要從事地球物理測井教學科研工作。

［責任編輯 趙芳］