“完井與井下作業(yè)”教學(xué)改革探討

肖暉　曾順鵬　王建華　徐家年

摘要：本文分析了重慶科技學(xué)院“完井與井下作業(yè)”課程在教學(xué)中存在的問(wèn)題，從教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)課程配置、教學(xué)方法及課程考核等方面提出了改革思路，并進(jìn)行了改革實(shí)踐，獲得了一定成效。

關(guān)鍵詞：“完井與井下作業(yè)”；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）28-0118-02

“完井與井下作業(yè)”是石油工程專業(yè)的一門(mén)專業(yè)方向限選課程。通過(guò)該課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握鉆井、完井及油氣水井的井下作業(yè)過(guò)程中的基本知識(shí)，強(qiáng)化石油工程專業(yè)課的深入學(xué)習(xí)，為將來(lái)適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工作打下良好的工程技術(shù)基礎(chǔ)。該課程主要適用于石油工程采油方向大四學(xué)生，在即將畢業(yè)工作之前系統(tǒng)學(xué)習(xí)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最緊密的相關(guān)工藝、設(shè)備、工具、設(shè)計(jì)和操作。本文主要介紹該課程改革背景，分析教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并從教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)課程、教學(xué)方法、課程考核等方面進(jìn)行改革探討。

一、課程改革背景及教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）課程改革背景

該門(mén)課程在重慶科技學(xué)院升本之前，就作為石油工程?？朴蜌忾_(kāi)采方向的主干課程，經(jīng)歷了《試油與井下作業(yè)》、《試油與修井》再到《完井與井下作業(yè)》的演變，由于教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)貼近，在當(dāng)時(shí)非常適合開(kāi)采方向?qū)？粕呐囵B(yǎng)，對(duì)于重慶科技學(xué)院?？飘厴I(yè)生能夠快速適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工作起到了較大作用。但是，重慶科技學(xué)院已升本10年有余，而該門(mén)課程內(nèi)容和教學(xué)方式幾乎沒(méi)有變化。例如：課程中一些完井、修井方法現(xiàn)在基本不使用，而且目前最新、最熱的非常規(guī)油氣資源開(kāi)采方法也完全沒(méi)有涉及。同時(shí)，教學(xué)方法和手段上過(guò)于老套，無(wú)法提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

此外，該門(mén)課程雖為采油方向與現(xiàn)場(chǎng)最貼近的課程，但學(xué)生卻沒(méi)有機(jī)會(huì)觀看和操作該課程涉及的大量工具和設(shè)備，學(xué)生普遍反映課堂內(nèi)容抽象。學(xué)校已配備酸化壓裂實(shí)訓(xùn)仿真操作平臺(tái)、修井實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)、井下工具教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備等與本課程直接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，由于種種原因，并未運(yùn)用到該門(mén)課程教學(xué)中。

從上述情況可知，該門(mén)課程目前無(wú)法適應(yīng)重慶科技學(xué)院應(yīng)用型本科教育需求。因此，本門(mén)課程改革的重點(diǎn)在于：更新課程內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法、手段和理念，優(yōu)化并合理配置實(shí)驗(yàn)課程，全面體現(xiàn)學(xué)生培養(yǎng)的工程性，以適應(yīng)重慶科技學(xué)院應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的需求[1，2]。

（二）教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.課程定位不準(zhǔn)確，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)格。該課程目前主要講述完井和井下作業(yè)的基本原理和方法，這與重慶科技學(xué)院的定位——應(yīng)用型人才培養(yǎng)不匹配，應(yīng)該轉(zhuǎn)變?cè)撜n程的定位和目標(biāo)，以“工程性”人才培養(yǎng)為主，注重體現(xiàn)和培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和現(xiàn)場(chǎng)施工指揮、操作能力。

2.教學(xué)內(nèi)容陳舊，遠(yuǎn)跟不上現(xiàn)代石油工業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容一直沿用?？朴脙?nèi)容，包括完井方法與工藝、特殊工藝井的完井技術(shù)、復(fù)雜儲(chǔ)集層的固井與完井、射孔技術(shù)、完井增產(chǎn)增注技術(shù)（酸化壓裂）、常規(guī)修井作業(yè)技術(shù)、大修工藝等內(nèi)容，主要講述最傳統(tǒng)和陳舊的工藝、設(shè)備、方法，與當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用已有較大差距。特別是完全沒(méi)有涉及到目前火熱的“非常規(guī)油氣”開(kāi)采，非常規(guī)油氣開(kāi)采過(guò)程中的完井與井下作業(yè)甚至顛覆了常規(guī)油氣的情況，必須加以更新，使我們培養(yǎng)的學(xué)生能跟上時(shí)代的發(fā)展。

3.教學(xué)內(nèi)容抽象，缺乏工程性鍛煉環(huán)節(jié)。目前《完井與井下作業(yè)》僅有理論課時(shí)未安排實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生時(shí)常抱怨僅靠課件中的示意圖片，很難理解課程所涉及的大量現(xiàn)場(chǎng)用井下設(shè)備、完井工具、修井設(shè)備、壓裂設(shè)備等，更不知現(xiàn)場(chǎng)是如何運(yùn)用和操作。如何將相關(guān)教學(xué)工具設(shè)備合理運(yùn)用到該課程中，如何合理安排實(shí)驗(yàn)課程是必須解決的問(wèn)題。

此外，某些公式推導(dǎo)和深層次原理講解空洞、難懂，達(dá)不到提高學(xué)生工程應(yīng)用能力的目的。而且，從近年重慶科技學(xué)院學(xué)生參加的石油院校最高級(jí)別學(xué)生設(shè)計(jì)和創(chuàng)新類大賽——石油工程設(shè)計(jì)大賽的情況來(lái)看，與其他石油高校還有不小差距，主要反映出學(xué)生缺乏設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。在本門(mén)課程教學(xué)中，應(yīng)加入工程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，增加啟發(fā)式、研究式的學(xué)習(xí)氛圍，并加入設(shè)計(jì)規(guī)范的學(xué)習(xí)。

4.教學(xué)方法、手段落后。該門(mén)課程目前主要采用“幻燈片+示意圖片”進(jìn)行講解，學(xué)生理解難度大。應(yīng)該加入更加先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，例如，利用即將到位的幾套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)，實(shí)現(xiàn)地下虛擬模擬和地面的仿真操作；收集和制作各作業(yè)過(guò)程視頻和設(shè)備的運(yùn)行原理視頻。

二、課程教學(xué)改革思路

（一）更新教學(xué)內(nèi)容，增加工程設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)容

1.擴(kuò)充各教學(xué)內(nèi)容的新工藝、新方法，尤其將當(dāng)今石油工業(yè)熱點(diǎn)——非常規(guī)油氣開(kāi)采中的完井與井下作業(yè)工藝技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)充，重點(diǎn)增加頁(yè)巖氣、煤層氣、致密氣和致密油的特殊完井工藝、大型壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、試油氣工藝技術(shù)。

2.縮減復(fù)雜的公式推導(dǎo)、深層原理內(nèi)容。刪除鉆完井應(yīng)力場(chǎng)模型、壓裂增產(chǎn)機(jī)理、酸化增產(chǎn)機(jī)理理論部分內(nèi)容，用圖片代替公式進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

3.增加各作業(yè)過(guò)程的工具、工藝、設(shè)備、工程設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)規(guī)范部分。搜集完井、射孔、壓裂、酸化、修井、檢泵等作業(yè)過(guò)程的工具、設(shè)備圖片及最新工藝流程，同時(shí)搜集相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為教學(xué)內(nèi)容。

4.針對(duì)當(dāng)前教材無(wú)法涵蓋所有教學(xué)內(nèi)容，且內(nèi)容相對(duì)陳舊的問(wèn)題，編寫(xiě)《完井與井下作業(yè)》校內(nèi)使用教材，使之形成一套較為完整的體系。

（二）優(yōu)化配置實(shí)驗(yàn)課程，編制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

優(yōu)化酸化壓裂實(shí)訓(xùn)仿真操作平臺(tái)、修井實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)、井下工具教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備等實(shí)驗(yàn)方案，編制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，增加完井與井下作業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程，為每一環(huán)節(jié)均配置實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課。

（三）教學(xué)方法改革

調(diào)整陳舊的教學(xué)方法，采取“講授+案例分析+專題討論”等多種方式相結(jié)合，充分利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備開(kāi)展虛擬仿真教學(xué)。除了介紹基本理論和設(shè)計(jì)流程之外，還需通過(guò)對(duì)大量現(xiàn)場(chǎng)案例的分析來(lái)提高學(xué)生對(duì)完井與井下作業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)，并開(kāi)展專題討論，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，通過(guò)相互討論，形成觀點(diǎn)，上講臺(tái)陳述自己的觀點(diǎn)，以激發(fā)廣大同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，收集和制作教學(xué)視頻，把復(fù)雜的工藝流程和工具原理用視頻展示，開(kāi)展視頻資料教學(xué)。

（四）課程考核改革

理論課程考核方面，對(duì)各部分內(nèi)容重點(diǎn)以設(shè)計(jì)為主，作業(yè)和考核更加注重設(shè)計(jì)類、創(chuàng)新類而摒棄簡(jiǎn)單的“問(wèn)答式”作業(yè)。收集了歷年石油工程設(shè)計(jì)大賽題庫(kù)數(shù)據(jù)，并將平時(shí)科研過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)加以總結(jié)，作為考核用數(shù)據(jù)，供學(xué)生設(shè)計(jì)用。

實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)課考核方面，實(shí)行分組考核，各組設(shè)定不同任務(wù)目標(biāo)和障礙，根據(jù)解決問(wèn)題和完成任務(wù)的情況進(jìn)行分項(xiàng)打分。

三、課程改革成效

通過(guò)課程定位和目標(biāo)改變、課程內(nèi)容更新、實(shí)驗(yàn)課程的優(yōu)化配置、課程考核改革以及最新教學(xué)方法和手段的引入，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握了完井與井下作業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用操作方面的知識(shí)，了解了現(xiàn)場(chǎng)最新（非常規(guī)油氣）動(dòng)態(tài)，提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新和工程應(yīng)用能力。培養(yǎng)學(xué)生成為優(yōu)秀的應(yīng)用型人才，較快適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工作的需要，近兩年用人單位對(duì)采油方向?qū)W生滿意率達(dá)到100%。此外，通過(guò)該門(mén)課程改革，大大提高了采油方向?qū)W生的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用能力。從該門(mén)課程改革以來(lái)，采油方向?qū)W生參加了六屆中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)大賽，獲得了較為優(yōu)異的成績(jī)。獲得全國(guó)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，全國(guó)二等獎(jiǎng)5項(xiàng)，全國(guó)三等獎(jiǎng)16項(xiàng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)欣平.新建本科院校重慶科技學(xué)院轉(zhuǎn)型發(fā)展實(shí)踐[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2014，（3）：1-2.

[2]曾順鵬.應(yīng)用型本科石油工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2010，（9）：182-184.

Abstract：The problems in teaching progress of "Completion and Downhole Operation" in CQUST were analyzed. This paper present the way of thinking of the reform to teaching content，configuration of experiment courses，teaching mode and checking way，which were reformed and practiced，certain effect was gained.

Key words：" Completion and Downhole Operation "；experiment teaching；teaching reform