水力壓裂課程設(shè)計存在問題及思考

紀國法 張公社 江厚順 王長權(quán) 朱忠喜

摘 要：非常規(guī)油氣資源高效開發(fā)為水力壓裂技術(shù)的快速發(fā)展提供了機遇，近幾年水力壓裂設(shè)計成為石油高校石油工程專業(yè)采油工程設(shè)計的必選環(huán)節(jié)。鑒于目前水力壓裂課程設(shè)計存在的問題，本文基于“教與學”理論，從教材編排、教學方法、教師素質(zhì)、考核方式四個方面提出針對性對策，為課程設(shè)計改革提出建設(shè)性指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：水力壓裂；課程設(shè)計；問題；思考

中圖分類號：TD712文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）07-0121-01

引言：文獻[1]認為課程設(shè)計包含對達成課程目標所需的因素、技術(shù)和程序，進行構(gòu)想、計劃、選擇的慎思過程。對工科院校而言，課程設(shè)計是其教學任務(wù)中極其重要的環(huán)節(jié)之一。

本文以長江大學石油工程學院課程設(shè)計中水力壓裂設(shè)計為例，通過闡述設(shè)計意義、羅列設(shè)計內(nèi)容、剖析存在問題、提出改進措施等系列過程，緊密結(jié)合新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和熱點問題，讓學生掌握技術(shù)機理、設(shè)計過程與現(xiàn)場應(yīng)用情況。

一、課程設(shè)計意義及內(nèi)容

近年來，非常規(guī)油氣資源開發(fā)成為石油行業(yè)的熱點，水力壓裂是其高效開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過水力壓裂工程課程設(shè)計，聯(lián)系實際工程背景，靈活運用所學的專業(yè)知識和技巧，解決實際問題，增強實際工作能力，為順利走向工作崗位打下堅實基礎(chǔ)[2]。

水力壓裂設(shè)計的原則是最大限度地發(fā)揮油層潛能和裂縫的作用，使壓裂后的生產(chǎn)井和注入井達到最佳狀態(tài)，依據(jù)選擇的設(shè)計思路，開展選井選層、收集地質(zhì)與生產(chǎn)資料、施工參數(shù)設(shè)計與計算、經(jīng)濟評價等相關(guān)研究工作。

二、存在問題

1.教材內(nèi)容陳舊。國內(nèi)石油院校開展石油工程設(shè)計比較早，一般采用教師講解和輔導(dǎo)答疑方式。水力壓裂裂縫起裂與延伸機理的知識體系比較陳舊。學生根據(jù)參考書或課程設(shè)計教材即可按部就班的完成設(shè)計，顯然這樣可降低教師的指導(dǎo)難度，保證短時間內(nèi)完成設(shè)計，提高學生設(shè)計效率[3]。但目前非常規(guī)油氣資源多數(shù)采用復(fù)雜縫網(wǎng)壓裂技術(shù)手段進行開發(fā)，課程設(shè)計中與之相差甚遠，沒有與熱點技術(shù)銜接。

2.學生主動學習能力差。在水力壓裂工程設(shè)計中的已知參數(shù)和設(shè)計要求基本上都已給出，缺少訓練學生如何獲取和加工原始數(shù)據(jù)的思路和方法[3]。同時水力壓裂課程設(shè)計安排在大學四年的最后一學期的剛開學階段，部分學生一定程度上準備和重視程度不夠[4]，加之平時在理論課學習過程中投入不足，反映出對部分概念、基本理論與方法不熟悉或不清楚，如鋪砂濃度與加砂濃度的混淆，砂比的概念不清楚。這些學生遇到不清楚的概念或方法，大多直接尋問輔導(dǎo)老師，缺乏主動查閱教材或參考書、論文的能力。

三、處理對策

1.教材編排與教法。課程設(shè)計是學生綜合運用所學課程知識的載體，與工程背景下的熱點技術(shù)相結(jié)合，使理論教學和實踐教學相互交叉、相互滲透。頁巖氣非常規(guī)資源的水平井分段壓裂技術(shù)是熱點，應(yīng)盡早引入水力壓裂工程設(shè)計的編排，使學生在實際鍛煉中得到提高和培養(yǎng)。

在課程設(shè)計思想上，鼓勵學生進行多途徑思考，全方位構(gòu)思，多選擇設(shè)計方案。譬如分別采用兩種典型的人工裂縫模型進行設(shè)計，完成設(shè)計后，再讓學生間相互交流，激發(fā)學生創(chuàng)新欲望。

2.提高教師專業(yè)素質(zhì)。課程設(shè)計的開展即可提高學生綜合應(yīng)用知識的能力，又能增強教師工程素養(yǎng)能力。

隨著水力壓裂理論和技術(shù)的發(fā)展，課程設(shè)計中逐漸出現(xiàn)了一些新“問題”，如學生會提出目前主流技術(shù)及最新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的異同、壓裂設(shè)計中單一對稱裂縫與體積壓裂縫網(wǎng)的區(qū)別等等。另外，指導(dǎo)教師工程實踐經(jīng)驗不足，指導(dǎo)能力不夠，尤其是青年教師對于一些涉及現(xiàn)場實際的內(nèi)容，指導(dǎo)不上去[5]。同時從學生反映情況來看，個別指導(dǎo)教師責任心不強，指導(dǎo)不到位、不及時，沒有指出設(shè)計中出現(xiàn)的具體問題，沒有批改痕跡。

因此，要根據(jù)課程設(shè)計的教學內(nèi)容建立一支完整的教師隊伍，要求教師具有豐富的知識內(nèi)涵和廣闊的實踐經(jīng)驗[6][7]。

3.嚴格考核方式。課程設(shè)計考核內(nèi)容應(yīng)包括輔導(dǎo)出勤率、學生主動交流與學習情況、設(shè)計報告三部分[8]。

指導(dǎo)教師應(yīng)堅持每天跟蹤課程設(shè)計進展并集中答疑與考勤，考察學生出勤率，重點檢測學生活學活用方法，針對思維活躍的學生應(yīng)給予一定的附加分值，為準確、全面、合理評價學生提供依據(jù)，為成績評定準備參考指標[9]。設(shè)計報告主要看是否完成設(shè)計任務(wù)、書寫是否工整、設(shè)計結(jié)果是否合理、設(shè)計內(nèi)容是否囊括基本要求。

結(jié)論：課程設(shè)計是在高年級學生系統(tǒng)學習專業(yè)知識后，對理論學習的補充環(huán)節(jié)，是考察學生綜合運用所學知識能力的有效手段。通過分析水力壓裂課程設(shè)計中存在的問題，從“教與學”兩方面針對性地提出處理對策，并結(jié)合工程熱點問題，對課程設(shè)計的改革提出建設(shè)性指導(dǎo)意義。

（作者單位：長江大學石油工程學院）

湖北省高校省級教學改革研究項目（2013264）：石油工程專業(yè)工程設(shè)計綜合訓練教學改革研究與實踐。

參考文獻：

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