油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)踐

陳中紅，查 明，蔣有錄，曲江秀

（中國(guó)石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580）

隨著經(jīng)濟(jì)全球化高等教育大眾化的發(fā)展以及就業(yè)方式的變革，高等教育理念的內(nèi)涵和外延均在不斷地豐富和發(fā)展。尤其是在我國(guó)高等教育對(duì)質(zhì)量工程的實(shí)施以及對(duì)工程學(xué)科工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的推動(dòng)下，專業(yè)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)顯得越來(lái)越重要，這是由于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)對(duì)高等學(xué)校實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究至關(guān)重要，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維創(chuàng)新能力和提高動(dòng)手實(shí)踐能力非常有效［1］?？茖W(xué)合理的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)體系不僅在于向?qū)W生傳授實(shí)驗(yàn)知識(shí)、驗(yàn)證理論、培養(yǎng)實(shí)踐技能，更重要的是體現(xiàn)理論和實(shí)踐的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的思維方式，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力［2］。

近年來(lái)，中國(guó)石油大學(xué)（華東）資源勘查與工程專業(yè)堅(jiān)持“突出特色、立足創(chuàng)新發(fā)揮優(yōu)勢(shì)、內(nèi)涵發(fā)展”的總體思路，堅(jiān)持以學(xué)生為本，培養(yǎng)創(chuàng)新能力、強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、以培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的教育理念，依托油氣資源特色創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在學(xué)生培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)和科學(xué)研究方面取得較顯著成績(jī)［3－4］。油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室2006年立項(xiàng)建設(shè)，其有效功能和運(yùn)行機(jī)制不斷在探索、實(shí)踐、發(fā)展和完善，目前已形成特色鮮明的集教學(xué)與科研一體的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。

1 油氣運(yùn)聚模擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的背景和意義

1.1 工科專業(yè)認(rèn)證的背景和對(duì)應(yīng)用型工程師人才的要求

礦產(chǎn)資源是國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)石油工業(yè)不斷向西部的沙漠、山地發(fā)展，同時(shí)也不斷向海外、海洋延伸，新的復(fù)雜地質(zhì)領(lǐng)域不斷呈現(xiàn)，迫切要求新的理論和技術(shù)支撐，因此對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提出了更高的要求。近年來(lái)，學(xué)校的目標(biāo)定位也積極向研究型大學(xué)轉(zhuǎn)型，著力建設(shè)國(guó)際一流石油學(xué)科［5］。我校資源勘查工程專業(yè)就是以石油勘探與開(kāi)發(fā)為主要特色，是我校石油石化學(xué)科的最前端，屬于我校的龍頭專業(yè)，在學(xué)校建設(shè)石油石化學(xué)科領(lǐng)域世界一流研究型大學(xué)的進(jìn)程中占有不可替代的重要地位。在學(xué)校向石油學(xué)科國(guó)際一流的高水平研究型大學(xué)發(fā)展的過(guò)程中，資源勘查工程專業(yè)承載著重要而艱巨的任務(wù)。

為達(dá)到新的學(xué)校建設(shè)目標(biāo)，著力培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才成為本專業(yè)建設(shè)的歷史責(zé)任。在以質(zhì)量為核心的要求下，專業(yè)建設(shè)需要內(nèi)涵式發(fā)展。根據(jù)專業(yè)認(rèn)證工作的總體規(guī)劃，中國(guó)石油大學(xué)（華東）資源勘查與工程專業(yè)作為首批專業(yè)將接受?chē)?guó)際工科專業(yè)認(rèn)證的考核。工程教育要適應(yīng)工程活動(dòng)，隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷改革、發(fā)展，其學(xué)科設(shè)置、課程體系、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等都要符合社會(huì)發(fā)展的需要［6］。在新的形勢(shì)下，立足于學(xué)生為本和教學(xué)科研一體化為主導(dǎo)思想，依托與礦產(chǎn)普查與勘探的國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，不斷優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系，增強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)具有從事油氣資源勘查工程工作所需的數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，并能在解決油氣勘探開(kāi)發(fā)地質(zhì)復(fù)雜問(wèn)題中加以利用的現(xiàn)代應(yīng)用型人才。油氣成藏機(jī)理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)就是其中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

1.2 促進(jìn)學(xué)科建設(shè)，培養(yǎng)實(shí)踐能力

理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則是貫穿整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的一般性原則。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)必然內(nèi)含理論教學(xué)的內(nèi)容，是理論教學(xué)在實(shí)踐領(lǐng)域的繼續(xù)與深化。理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，你中有我，我中有你，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)不是純粹的理論見(jiàn)諸于實(shí)踐的活動(dòng)，它還肩負(fù)著引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)由理性抽象到理性具體的飛躍，對(duì)知識(shí)意義進(jìn)行科學(xué)建構(gòu)，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行由此及彼、由表及里地把握與理解的任務(wù)［7］。將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合作為一種循序漸進(jìn)的教學(xué)模式，按照學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力形成的不同階段和認(rèn)識(shí)發(fā)展規(guī)律，從內(nèi)容到目標(biāo)，體現(xiàn)出階段性和層次性，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)逐步積累和深化，使整個(gè)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程形成一個(gè)完整的系統(tǒng)［8］。

油氣成藏機(jī)理實(shí)驗(yàn)室的重要目的在將理論與實(shí)踐有效地結(jié)合，并相互促進(jìn)。油氣成藏機(jī)理是石油天然氣地質(zhì)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，也是石油天然氣地質(zhì)課程教學(xué)的核心內(nèi)容。油氣成藏機(jī)理涉及到油氣從生成到運(yùn)移和聚集的整個(gè)過(guò)程，而這整個(gè)過(guò)程發(fā)生于地質(zhì)歷史期間，到目前已經(jīng)經(jīng)歷了幾百萬(wàn)到幾億年，甚至幾十億年，因此其過(guò)程已無(wú)法追蹤，只能根據(jù)現(xiàn)在留下的地球化學(xué)痕跡判斷可能發(fā)生的過(guò)程。因此如何研究油氣運(yùn)移是一個(gè)難點(diǎn)。成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室為研究和揭示油氣成藏過(guò)程提供了一種方法。

油氣成藏機(jī)理模擬是應(yīng)用油氣成藏機(jī)理和現(xiàn)代模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中模擬自然條件下的油氣生成、運(yùn)移和聚集成藏過(guò)程。油氣成藏機(jī)理實(shí)驗(yàn)室包括油氣生成實(shí)驗(yàn)室、成巖模擬實(shí)驗(yàn)室、油氣運(yùn)移實(shí)驗(yàn)室、流體包裹體和拉曼觀測(cè)實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)分支實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室在提高油氣資源勘查工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量、培育實(shí)用型和創(chuàng)新型專業(yè)人才中起到關(guān)鍵性的推動(dòng)作用，不僅有助于學(xué)生加深理解理論知識(shí)，更重要的是增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

以油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室為例，對(duì)于油氣勘查專業(yè)本科生來(lái)說(shuō)，通過(guò)油氣成藏過(guò)程模擬實(shí)驗(yàn)，不僅可以了解實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)和工作流程，還可以通過(guò)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，研究油氣過(guò)程中需要的路徑條件、運(yùn)載層的物性條件、動(dòng)力條件、圈閉條件，比如為理解輸導(dǎo)體系概念，可以輸導(dǎo)層砂體、斷層和不整合體的形態(tài)和配置關(guān)系進(jìn)行多個(gè)模型設(shè)計(jì)，以認(rèn)識(shí)地下油氣在輸導(dǎo)路徑上的選擇性運(yùn)聚行為。

2 油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)踐

2.1 依托重點(diǎn)學(xué)科和創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)作為基礎(chǔ)

中國(guó)石油大學(xué)（華東）是教育部和五大能源企業(yè)集團(tuán)公司、教育部和山東省人民政府共建的高校，是石油、石化高層次人才培養(yǎng)的重要基地，被譽(yù)為“石油科技人才的搖籃”。學(xué)校主干學(xué)科覆蓋石油石化領(lǐng)域上游、中游到下游的全部產(chǎn)業(yè)鏈。其中“地質(zhì)資源與地質(zhì)工程”和“地質(zhì)學(xué)”是2個(gè)博士授權(quán)一級(jí)學(xué)科，覆蓋石油石化上游產(chǎn)業(yè)，二級(jí)學(xué)科“礦產(chǎn)普查與勘探”為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科。油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室正是依托這些傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)石油學(xué)科而建設(shè)，具有強(qiáng)大的學(xué)科支撐。同時(shí)，中國(guó)石油大學(xué)（華東）創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目“油氣資源勘探開(kāi)發(fā)與轉(zhuǎn)化”中的子平臺(tái)“復(fù)雜地質(zhì)油氣資源勘探理論與技術(shù)”創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，為該實(shí)驗(yàn)室建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

近年來(lái)，這些重點(diǎn)學(xué)科建成了國(guó)家級(jí)視頻公開(kāi)課2門(mén)，國(guó)家級(jí)精品課程1門(mén)，國(guó)家級(jí)網(wǎng)絡(luò)精品課程2門(mén)，山東省級(jí)精品課程5門(mén)，山東省實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心2個(gè)，主編出版教材19部。有河北秦皇島柳江煤礦、魯東（含山東新汶）、安徽巢湖和勝利油田4個(gè)實(shí)習(xí)基地，分別完成認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專題地質(zhì)實(shí)習(xí)、綜合地質(zhì)實(shí)習(xí)和油田地質(zhì)實(shí)習(xí)。這些堅(jiān)實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)為油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)創(chuàng)造了條件。

2.2 專業(yè)教學(xué)—科研綜合功能作為定位和目標(biāo)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系具有時(shí)代性、適應(yīng)性的基本特征。所謂時(shí)代性，即實(shí)踐教學(xué)體系要緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，不斷調(diào)整內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，保持鮮明的時(shí)代行業(yè)特征。適應(yīng)性，指在通過(guò)實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)時(shí)，要根據(jù)學(xué)校的有限資源切實(shí)可行地制訂培養(yǎng)計(jì)劃，能適應(yīng)社會(huì)、行業(yè)發(fā)展的新要求［8］。因此，新形勢(shì)下專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的定位必須滿足于多方面要求。

專業(yè)課教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該考慮專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，這是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基礎(chǔ)，并且專業(yè)課實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)立足于當(dāng)前學(xué)科已有的成熟知識(shí)，并著眼于學(xué)科發(fā)展的前沿，使得專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以隨著學(xué)科發(fā)展有一定的彈性空間，而不能因?yàn)閷W(xué)科發(fā)展而受到明顯的限制或約束［9］。但作為專業(yè)課教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，其功能定位與基礎(chǔ)課教學(xué)實(shí)驗(yàn)室有所不同［10］。專業(yè)課具有更復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和更強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)綜合性，實(shí)驗(yàn)過(guò)程不僅可以使有關(guān)理論知識(shí)再現(xiàn)，而且要求學(xué)生能夠自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能遇到的諸多問(wèn)題進(jìn)行獨(dú)立分析和思考，因此更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

考慮到為學(xué)科建設(shè)和發(fā)展需要，專業(yè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)必須具有先進(jìn)的科研服務(wù)功能。高等教育中教學(xué)和科研從來(lái)都是一體，相輔相成、相互促進(jìn)、不可分割［11］，也是同一教學(xué)活動(dòng)周期的2個(gè)環(huán)節(jié)。理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，你中有我，我中有你，相互依存，相互支撐。隨著近年來(lái)地質(zhì)、震、鉆井、試油等新理論和新技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)資源勘查工程專業(yè)人才的素質(zhì)需求有了更高的要求，要求學(xué)生掌握前沿的勘探新理論、新技術(shù)、新方法［12］。只有掌握前沿的科學(xué)成果和技術(shù)創(chuàng)新，才能引領(lǐng)學(xué)生開(kāi)闊視野，走到學(xué)科前沿。因此，研究型教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)也提出了新的要求。

服務(wù)于學(xué)科專業(yè)有關(guān)的部分科研工作是現(xiàn)代化專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要考慮的重要內(nèi)容。油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室成立初期在科研方面就設(shè)計(jì)了具體的研究方向和目標(biāo)。研究方向?yàn)獒槍?duì)隱蔽油氣藏等復(fù)雜油氣成藏機(jī)理（特別是地層—巖性油氣藏）及物理模擬中存在的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題開(kāi)展基礎(chǔ)和基礎(chǔ)應(yīng)用研究，形成相關(guān)創(chuàng)新性理論成果和具有明顯優(yōu)勢(shì)、特色的研究與實(shí)驗(yàn)技術(shù)?？傮w目標(biāo)是通過(guò)研制開(kāi)發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有國(guó)內(nèi)一流水平的油氣成藏實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，將油氣成藏理論與模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)密切結(jié)合，一方面相關(guān)成果回饋到理論教學(xué)，另一方面充分應(yīng)用于油田生產(chǎn)，以產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 根據(jù)成藏過(guò)程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)，突出可視化和動(dòng)態(tài)特色

隨著現(xiàn)代工程的科學(xué)性、社會(huì)性、創(chuàng)造性、復(fù)雜性等特征日益突出，對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求也越來(lái)越高，實(shí)驗(yàn)難度也就越來(lái)越大［6］。首先要在實(shí)驗(yàn)技術(shù)上不斷地進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和科研水平。其次要結(jié)合科研與教改項(xiàng)目，自行研制適合行業(yè)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)裝置。

我校在資源勘查工程專業(yè)具有自己的研究特色。大多數(shù)資源勘查與工程專業(yè)的畢業(yè)生將進(jìn)入到石油行業(yè)就業(yè)。針對(duì)這種情況，我們?cè)谶M(jìn)行油氣成藏機(jī)理實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，就考慮到了如何結(jié)合含油氣盆地的地質(zhì)條件，比如要考慮油氣生成的溫度、壓力條件，油氣運(yùn)移的輸導(dǎo)、動(dòng)力條件，還要考慮到油氣運(yùn)移的動(dòng)態(tài)過(guò)程，以及如何使設(shè)備具有可視化并具有可操作性。

我們根據(jù)成藏過(guò)程設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)，整個(gè)成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室包括油氣成藏物理模擬實(shí)驗(yàn)室和油氣成藏?cái)?shù)值模擬實(shí)驗(yàn)室（見(jiàn)圖1）。前者是由自主設(shè)計(jì)的硬件設(shè)備組成，后者主要是由一些先進(jìn)的系統(tǒng)軟件組成。這些軟件，譬如三維地質(zhì)建模軟件等，可以根據(jù)不同數(shù)據(jù)體建成地質(zhì)模型，模擬地下油氣運(yùn)移路徑和運(yùn)移過(guò)程。

圖1 油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室機(jī)構(gòu)組成

成藏物理模擬實(shí)驗(yàn)室分為油氣地質(zhì)基礎(chǔ)模擬實(shí)驗(yàn)室和油氣成藏過(guò)程模擬實(shí)驗(yàn)室。油氣地質(zhì)基礎(chǔ)模擬實(shí)驗(yàn)室主要由儲(chǔ)層成巖模擬實(shí)驗(yàn)室和構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)室組成，油氣成藏過(guò)程模擬實(shí)驗(yàn)室主要由油氣成因模擬實(shí)驗(yàn)室、油氣運(yùn)聚模擬實(shí)驗(yàn)室和流體包裹體觀測(cè)實(shí)驗(yàn)室組成。

儲(chǔ)層成巖模式實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖2，主要用于砂體成巖演化過(guò)程及其對(duì)儲(chǔ)集性能影響的分析等研究，可以模擬成巖的溫壓環(huán)境、流體介質(zhì)環(huán)境，并測(cè)定物性參數(shù)。構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置主要用于構(gòu)造成因機(jī)制及構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析等模擬。油氣成因模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括油氣成因高壓催化模擬裝置、氣相色譜儀等，主要用于各種烴源巖樣品的快速生烴模擬實(shí)驗(yàn)及產(chǎn)物分析。油氣運(yùn)聚模擬裝置可開(kāi)展油氣二次運(yùn)移機(jī)理、輸導(dǎo)層及輸導(dǎo)體系控油機(jī)理、不同圈閉條件下油氣的運(yùn)聚動(dòng)力學(xué)機(jī)理、斷層封閉性及其對(duì)油氣成藏的影響等模擬實(shí)驗(yàn)研究。流體包裹體觀測(cè)實(shí)驗(yàn)室包括LABRAM－010激光拉曼光譜儀、Linkam THMS－600冷熱臺(tái)、RQV－高溫高壓實(shí)驗(yàn)裝置、萊卡高級(jí)偏光顯微鏡、體視顯微鏡、金剛石高壓腔、石油包裹體模擬計(jì)算軟件FIT－Oil等，可進(jìn)行流體包裹體的成分測(cè)試、測(cè)溫分析、人工合成流體包裹體以及高溫高壓實(shí)驗(yàn)、包裹體類(lèi)型的巖相學(xué)觀察等。

圖2 油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)備構(gòu)成

在油氣成藏過(guò)程實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中，突出實(shí)驗(yàn)過(guò)程的可視性和動(dòng)態(tài)特色，例如，我們自主研制設(shè)計(jì)了可視化油氣運(yùn)聚模擬裝置，可開(kāi)展油氣二次運(yùn)移動(dòng)態(tài)過(guò)程等模擬實(shí)驗(yàn)研究。油氣運(yùn)聚模擬實(shí)驗(yàn)裝置具有模塊化、人性化、廣泛實(shí)用性及可視化的特點(diǎn)，其中圈閉模擬器是實(shí)驗(yàn)裝置的核心。圖3為在圈閉模擬器中設(shè)計(jì)了地層削截—斷層控藏體系地質(zhì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其中紅色原油的變化展現(xiàn)了油氣運(yùn)移過(guò)程。該裝置可以同時(shí)滿足資源勘查與工程專業(yè)的油氣成藏模擬實(shí)驗(yàn)課的要求和油氣資源專業(yè)油氣運(yùn)移、聚集及油氣成藏機(jī)理實(shí)驗(yàn)課的要求。

圖3 可視化油氣運(yùn)聚模擬實(shí)驗(yàn)運(yùn)移過(guò)程

油氣地質(zhì)基礎(chǔ)模擬實(shí)驗(yàn)室可以模擬油氣成藏地質(zhì)條件，油氣成藏過(guò)程模擬實(shí)驗(yàn)室可以綜合開(kāi)展油氣成因、原油輸導(dǎo)體系、不同壓力充注條件下的油氣運(yùn)移路徑等方面的模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)靜結(jié)合、可視化程度高、擴(kuò)展空間大的，多環(huán)境、多類(lèi)型綜合性研究平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)的地質(zhì)模型可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際來(lái)進(jìn)行調(diào)整，因此可以在實(shí)踐上加速取得實(shí)驗(yàn)依據(jù)，解決實(shí)際問(wèn)題；同時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)M成果為開(kāi)展理論創(chuàng)新提供了實(shí)證，實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)的配合可形成有效的“實(shí)驗(yàn)?zāi)M－理論研究－軟件開(kāi)發(fā)－實(shí)際應(yīng)用”多軌研發(fā)與應(yīng)用模式。

2.4 搭建多層次實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)、完善運(yùn)行機(jī)制

現(xiàn)代專業(yè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該面向師生開(kāi)放，才能有效利用和共享實(shí)踐教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探研動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力［13］。我校地學(xué)類(lèi)專業(yè)主要培養(yǎng)服務(wù)油氣田勘探開(kāi)發(fā)的地學(xué)專門(mén)人才，對(duì)畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的要求很高，為此需要系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系來(lái)支撐。依據(jù)培養(yǎng)方案的要求，實(shí)踐教學(xué)應(yīng)該分實(shí)驗(yàn)基本能力的培養(yǎng)、綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠?xùn)練和創(chuàng)新意識(shí)與科研能力的提高3個(gè)層次［14］。

因此，針對(duì)不同教學(xué)和科研活動(dòng)的需要，油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了多層次實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)，針對(duì)不同層次，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)行多層次功能運(yùn)行機(jī)制。目前主要設(shè)置了4個(gè)層次的平臺(tái)功能：本科生專業(yè)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)和、本科優(yōu)異生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)、研究生實(shí)訓(xùn)與研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)和教師科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

本科生專業(yè)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)是最基礎(chǔ)和大眾化的，是為全體本科生教學(xué)服務(wù)的第一層次創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)［15］。另外，專業(yè)實(shí)驗(yàn)室在完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以外，可能還有一些空閑時(shí)間段。為了充分利用實(shí)驗(yàn)室資源提高學(xué)生動(dòng)手能力和科研創(chuàng)新能力，實(shí)驗(yàn)室可以根據(jù)實(shí)際情況承擔(dān)一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃之外的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目［16］。本科優(yōu)異生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)即是這樣一個(gè)平臺(tái)，是面向?qū)W習(xí)優(yōu)秀、對(duì)科研有濃厚興趣的本科優(yōu)異生，為他們創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)創(chuàng)造條件。結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目，可以鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新，設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，在保障儀器和實(shí)驗(yàn)安全的前提下，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探索和研究［9］。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相融合，學(xué)生主體作用與教師主導(dǎo)作用相結(jié)合，知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育相整合［7］。

研究生實(shí)訓(xùn)與研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)是為滿足全日制專業(yè)碩士研究生校內(nèi)實(shí)訓(xùn)需要，其特征是以科研實(shí)驗(yàn)為主，教學(xué)實(shí)驗(yàn)為輔。該平臺(tái)有效地支持了資源勘查與工程專業(yè)研究生在油氣成藏機(jī)理過(guò)程內(nèi)容的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)，使他們對(duì)油氣成藏機(jī)理過(guò)程有了更進(jìn)一步了解，同時(shí)他們參與實(shí)驗(yàn)操作，不僅掌握了一些設(shè)備的操作流程，更重要的是通過(guò)“真刀真槍”的鍛煉，訓(xùn)練了實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，促進(jìn)專業(yè)技能向縱深化方向發(fā)展并與產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)專業(yè)知識(shí)綜合貫通。學(xué)生通過(guò)上述工程模式實(shí)驗(yàn)室的不同實(shí)驗(yàn)后，受到了科學(xué)研究的基本訓(xùn)練，可以獨(dú)立完成認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，較全面地掌握實(shí)驗(yàn)方法與技能。

該實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的一個(gè)重要意義在于為教師建立了良好的科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)鼓勵(lì)教師結(jié)合實(shí)際教學(xué)和科研工作申報(bào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不僅通過(guò)項(xiàng)目可以鍛煉學(xué)生，發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生的潛力，也可為教師的教學(xué)和科研做出一定的貢獻(xiàn)［16］。在該平臺(tái)上，一批優(yōu)秀的中青年科研技術(shù)骨干得到培養(yǎng)，一支高水平的科研隊(duì)伍已初步形成。該實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的建立大大改善了資源勘查與工程專業(yè)科研實(shí)驗(yàn)條件，提升了教師科研項(xiàng)目完成能力和獲取高級(jí)項(xiàng)目的支持率，使整體科研水平大大提高。

3 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成效

3.1 本科實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)方面

通過(guò)油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，促進(jìn)并保障了資源勘查與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)工作，提高了本科教學(xué)質(zhì)量。

完成教學(xué)任務(wù)是實(shí)驗(yàn)室的最基本的要求，盡管儀器數(shù)量有限，但通過(guò)分組分次實(shí)驗(yàn)，基本可以讓所有學(xué)生動(dòng)手參加實(shí)驗(yàn)過(guò)程。近些年油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室?guī)椭簧賹W(xué)生承擔(dān)了校級(jí)以上的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃。這些校級(jí)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目參照國(guó)家自然科學(xué)基金等的管理模式，自由申請(qǐng)、導(dǎo)師推薦、擇優(yōu)資助、規(guī)范管理、嚴(yán)格驗(yàn)收，立項(xiàng)項(xiàng)目給予經(jīng)費(fèi)資助。近年來(lái)，每年有10余項(xiàng)學(xué)生創(chuàng)新課題獲得校級(jí)以上立項(xiàng)資助，使學(xué)生盡早進(jìn)入專業(yè)科研領(lǐng)域，接觸學(xué)科前沿，了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，掌握科學(xué)研究的基本思路、方法和手段［12］。在該實(shí)驗(yàn)室的推動(dòng)下，通過(guò)長(zhǎng)期的規(guī)劃和不斷完善，資源勘查與工程已成為教育部首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”和“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”實(shí)施的特色專業(yè)。資源勘查與工程專業(yè)本科教學(xué)成果“以專業(yè)課程建設(shè)為核心，構(gòu)建資源勘查與工程特色專業(yè)優(yōu)質(zhì)教學(xué)平臺(tái)”獲得2014年國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，另外，還獲得多項(xiàng)省級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)。

3.2 研究生實(shí)訓(xùn)與研究方面

油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室?guī)椭Y源勘查與工程專業(yè)碩士生完成校內(nèi)實(shí)訓(xùn)，并在指導(dǎo)教師的參與下，利用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備，完成了多名礦產(chǎn)普查與勘探學(xué)科研究生的論文計(jì)劃和培養(yǎng)。研究生實(shí)訓(xùn)與研究，不僅讓研究生對(duì)油氣成藏過(guò)程和控制因素有了更多了解，他們?cè)趨⑴c實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，掌握了該設(shè)備的操作流程，訓(xùn)練了實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。同時(shí)，平臺(tái)促進(jìn)了資源勘查與工程方向研究生高水平科研成果的產(chǎn)生。統(tǒng)計(jì)表明，近年來(lái)資源勘查與工程專業(yè)研究生發(fā)表的高水平論文明顯增加，并處于全院前茅。2人獲全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名獎(jiǎng)。研究生教學(xué)成果“突出石油特色，加強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新，提升地質(zhì)工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)質(zhì)量”，獲第二屆山東省研究生教育省級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)（2014年）。

3.3 科研成果方面

多年來(lái)，資源勘查與工程專業(yè)課程組堅(jiān)持以實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為依托，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)促進(jìn)課程建設(shè)和科學(xué)研究?，F(xiàn)有的油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室為石油勘探主干學(xué)科，集中了石油勘探的科技人才，具備良好的科研條件，形成了成熟的研究方向，是學(xué)校面向石油石化開(kāi)展科技服務(wù)的重要立足點(diǎn)之一［17］。油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)并支持了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家油氣重大專項(xiàng)等多層次項(xiàng)目的相關(guān)研究工作（見(jiàn)表1），成績(jī)斐然。大量科研工作提高了教師的學(xué)術(shù)水平，同時(shí)科研成果能及時(shí)充實(shí)到教學(xué)中?？蒲写龠M(jìn)了教學(xué)，而教學(xué)和理論水平的提高又促進(jìn)了科研，教學(xué)與科研相互促進(jìn)。

值得一提的是，油氣地質(zhì)與勘探研究團(tuán)隊(duì)緊緊圍繞中國(guó)復(fù)雜油氣藏勘探中的關(guān)鍵成藏機(jī)理問(wèn)題開(kāi)展科研攻關(guān)，取得了一系列研究成果，部分研究領(lǐng)域取得了重大突破，形成了研究特色和優(yōu)勢(shì)。該團(tuán)隊(duì)2008年入選首批山東省優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，并被山東省人民政府記集體一等功?！笆濉币詠?lái)，課程組教師取得了多項(xiàng)研究成果，獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、省部級(jí)獎(jiǎng)15項(xiàng)，教師的學(xué)術(shù)水平不斷提高，許多教師在國(guó)內(nèi)石油地質(zhì)領(lǐng)域具有較高的知名度［18］。

表1 2008年以來(lái)油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室支持完成的部分科研項(xiàng)目

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐表明，油氣成藏機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)在資源勘查與工程專業(yè)本科生、研究生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面發(fā)揮了重要的作用，同時(shí)也積極推動(dòng)了資源勘查與工程專業(yè)學(xué)科建設(shè)及高水平科研成果的產(chǎn)生。在該實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)態(tài)度、創(chuàng)新創(chuàng)造意識(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神都得到提高，科研團(tuán)隊(duì)的科研水平也得到提升，這些結(jié)果促進(jìn)了本學(xué)科的良好發(fā)展。

該實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐成效表明，在注重質(zhì)量、內(nèi)涵、創(chuàng)新、實(shí)踐等新的教學(xué)理念基礎(chǔ)上，高校專業(yè)課教學(xué)實(shí)驗(yàn)室要注重建設(shè)的目標(biāo)化和特色化、運(yùn)行機(jī)制的多層次化和有效化、管理的科學(xué)化和規(guī)范化，以求形成高質(zhì)量的教學(xué)—科研一體化實(shí)驗(yàn)服務(wù)體系。

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