油氣田開發(fā)地質(zhì)學課程內(nèi)容改革探討

張洪

［摘 要］油氣田開發(fā)地質(zhì)學是油氣類高校的重點課程，正確講授該課程，可以為開發(fā)系學生進行科研和生產(chǎn)打下堅實的基礎。文章結(jié)合教師授課經(jīng)驗、課程授課團隊反饋意見和授課學生調(diào)查問卷結(jié)果，廣泛查閱學習國內(nèi)文獻，總結(jié)出課程教學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，沒有有效指導開發(fā)實踐。為此，文章提出了“一個中心，兩個基本原則”的課程教改方向新理念，即以開發(fā)實踐為中心，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?shù)脑瓌t。以上成果認知為合理安排該門課程的教學工作提供了借鑒。

［關(guān)鍵詞］油氣田開發(fā)地質(zhì)學；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］ N41;G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）09-0086-03

石油和天然氣是中國能源結(jié)構(gòu)的主體。2013年，油氣占中國能源總量的比例分別為17%和6%。隨著中國經(jīng)濟的快速增長，2020年中國石油缺口達到1.5億噸，我國不僅要耗費大量的美元儲備購買石油，能源安全問題也不可忽視。因此，生產(chǎn)更多優(yōu)質(zhì)油氣成為中國能源工業(yè)的重中之重［1-2］。目前中國油氣工業(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，必須培養(yǎng)大量油氣開發(fā)人才來滿足國家發(fā)展需要。

中國石油大學（北京）是211工程院校，同時也是最新進入國家“雙一流”院校名錄的高校之一?！半p一流”建設以培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新型人才為目標，大力發(fā)展一流本科教育是“雙一流”建設的重要內(nèi)涵[3-5]。為了貫徹這一目標，學校采取了許多舉措，例如給予優(yōu)秀本科生本碩博連讀的機會，給予優(yōu)秀學生直接深造的可能；堅持副教授，特別是教授為本科生授課的制度，并將教授績效考核與教師授課工作量掛鉤，保證學校高級專家為學生傳授其豐富經(jīng)驗和知識；加強教師教學能力培養(yǎng)，培養(yǎng)方式包括本校培養(yǎng)、外聘專家培訓及出國研修等，校內(nèi)一半以上教師都具有出國學習經(jīng)歷[6]；定期召開本科和研究生教育教學會議，提高教學和教育質(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)費設置了大量教改項目，教改項目的申報和教改論文的撰寫與教師績效掛鉤。而一些重點學院的重要課程，涉及學校高層次人才培養(yǎng)質(zhì)量，因此通過對其進行教改提高其授課質(zhì)量迫在眉睫。

在中國石油大學（北京）的課程體系中，油氣田開發(fā)地質(zhì)學是培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)開發(fā)人才的一門必修課程，作為石油地質(zhì)學與油氣田開發(fā)的交叉學科，其為提高油氣開發(fā)水平和技術(shù)應用效果發(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)基礎知識，如生儲蓋層、儲層非均質(zhì)性及三維地質(zhì)建模的詳細論述，使學生具備油氣開發(fā)基礎知識，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)知識講授中，比如課程48學時，卻用近30學時講生儲蓋運圈保，因而沒有時間講述開發(fā)地質(zhì)知識；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，使學生對最基礎的開發(fā)地質(zhì)知識，如地質(zhì)年代、測井種類等在課程結(jié)束后仍然不了解。如何將二者有機結(jié)合起來，使學生既全面地了解地質(zhì)基礎知識，又掌握開發(fā)應用地質(zhì)基礎知識，是在有限的課堂時間內(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)學生提供必要的開發(fā)地質(zhì)知識。為此，課程設置了兩部分內(nèi)容：第一部分為基礎勘探地質(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)要素生儲蓋層各自定義及巖性特征、油氣成藏動態(tài)要素運圈保各自定義及構(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)基礎知識，此部分與油氣開發(fā)緊密相連，包括小層劃分對比、沉積微相種類和劃分流程、構(gòu)造類型及對開發(fā)影響、儲層非均質(zhì)性概念及對開發(fā)水竄的控制作用、溫度壓力對油氣富集控制作用及獲取方式、油氣資源量和儲量各自定義分類及計算方式、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，為進一步的開發(fā)方案制訂、修正及數(shù)值模擬提供基礎。

二、授課內(nèi)容存在的問題

根據(jù)課程授課團隊共同討論結(jié)果、專家組旁聽課程反饋意見及筆者授課過程中的經(jīng)驗體會，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，導致授課過程中主要存在如下三個問題。

（一）勘探地質(zhì)內(nèi)容所占篇幅過大

課程授課團隊共有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)背景出身的教師習慣性地將自己擅長的生儲蓋運圈保內(nèi)容講得非常詳細，因為那是他們擅長的領(lǐng)域，通常會占據(jù)30個課時左右，等他們意識到后面更重要的開發(fā)地質(zhì)部分所留時間過短時，為時已晚，只能粗略講解后面7個章節(jié)，而開發(fā)地質(zhì)最重要的儲層非均質(zhì)性、小層劃分對比及三維地質(zhì)建模也被一帶而過，給學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)知識略為欠缺，而課程目標也讓教師覺得基礎地質(zhì)知識是“雞肋”，對學生可有可無。這兩個原因造成教師在授課過程中容易將一些重要的地質(zhì)基礎知識忽略，比如測井曲線識別砂泥巖、生儲蓋運圈保概念、蓋層封閉機制、中國陸相儲集層主要代表及其特征和含油層位等。這些基礎知識的缺失，會導致開發(fā)專業(yè)學生在今后的學習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井曲線幅度、形態(tài)識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)兩個過程前后銜接、緊密相連，前者是后者的基礎，后者成效高低直接評判前者工作優(yōu)劣。勘探地質(zhì)知識與開發(fā)地質(zhì)知識也是有機的一對矛盾，彼此依存、互為因果，勘探地質(zhì)知識幫助學生建立地質(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，二者緊密結(jié)合成為一個油氣生產(chǎn)理論體系整體中不可分割的兩個部分［12］。團隊教師在授課過程中，容易將二者獨立起來，講勘探地質(zhì)知識時就是講生儲蓋運圈保，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)容時則只和油氣有效開采相關(guān)，不體現(xiàn)其地質(zhì)框架基礎，如油藏工程內(nèi)容不體現(xiàn)儲層性質(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。這樣的授課使學生對油氣成藏及用各種手段有效流出井筒的整體勘探開發(fā)過程沒有清晰認識，缺乏一個油藏工程師必備的整體知識體系，影響學生將來的油氣開發(fā)工作。

為了了解上課學生的真實想法和上述研究內(nèi)容的可靠性，筆者于2020年對石油工程學院上該課的77名學生進行了調(diào)研，問卷調(diào)查內(nèi)容見表1。通過對表1進行分析發(fā)現(xiàn)，學生們普遍認為開發(fā)地質(zhì)知識更為重要，所占比例在前3名和前5名之中，這表明開發(fā)專業(yè)學生更重視開發(fā)地質(zhì)知識學習，但對重點勘探地質(zhì)知識，如生儲蓋和測井地震解釋內(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，即主要授課精力應放在開發(fā)地質(zhì)知識講授上，但對于重點勘探地質(zhì)知識，在限定授課時間內(nèi)應詳細講述，其他相對次要的純勘探地質(zhì)知識，如成巖作用、油氣聚集特點等簡單描述即可，同時二者必須相結(jié)合，為開發(fā)實踐服務，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)容不宜過細過多，應重點講述與開發(fā)緊密相關(guān)的內(nèi)容，在近20個課時（總課程48個課時，本教學團隊建議配比比例為：勘探地質(zhì)部分20個學時，開發(fā)地質(zhì)部分28個學時）內(nèi)，把更大的課時量用于精華內(nèi)容的講授，這部分內(nèi)容要么是整個勘探開發(fā)的共同基礎，要么是和開發(fā)直接相關(guān)的基礎地質(zhì)。例如重點講述油氣水概念，了解生儲蓋層地層體系構(gòu)成（如上古生界志留泥盆石炭系等），利用高電阻、低伽馬、自然電位基線識別砂巖，高伽馬高泥質(zhì)含量識別泥巖，三高三低（高電阻、中子孔隙度、聲波，低密度、自然電位、伽馬）識別煤層，了解儲蓋運圈保各自概念及油氣成藏所起的作用、中國陸相儲集層主要類型及主要含油層位和微相、蓋層封閉機理、圈閉度量等核心內(nèi)容。

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

開發(fā)地質(zhì)部分是重點講述的內(nèi)容，但不能忽視勘探地質(zhì)基礎內(nèi)容，在講述開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容過程中，應時刻牢記勘探地質(zhì)內(nèi)容的基礎作用，把勘探地質(zhì)的核心內(nèi)容融入開發(fā)地質(zhì)教學過程中。比如講述儲層非均質(zhì)性時，要重點將儲層概念、儲層的儲集和滲濾基礎屬性、儲層孔隙結(jié)構(gòu)、中國陸相重點儲層特點等內(nèi)容與儲層非均質(zhì)性結(jié)合起來，這樣才更清晰和更有邏輯性；對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、更有內(nèi)涵；對沉積相部分的講授則可以將前述儲層和儲層描述內(nèi)容緊密結(jié)合，重點強調(diào)在勘探階段解決大相、亞相及環(huán)境問題，而在開發(fā)階段則強調(diào)微相劃分及模式；對三維地質(zhì)建模部分的講授則強調(diào)地層格架、儲層和砂體分布的重要性。這樣既復習了前述勘探內(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)學生必須掌握的兩方面知識。這兩方面知識不是孤立的，而是彼此緊密聯(lián)系的，連接的紐帶和橋梁即為開發(fā)實踐，因此該門課程的教師應該時刻將授課的每一部分內(nèi)容與開發(fā)實踐緊密結(jié)合。例如講儲層內(nèi)容時應盡量與儲層描述及一類儲層和甜點區(qū)識別聯(lián)系；講鉆測井資料時要與開發(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)容時則應盡量與圈閉測量、有效含油氣面積獲取及儲量計算等開發(fā)內(nèi)容緊密結(jié)合；講儲層非均質(zhì)性內(nèi)容時，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)建模時則要強調(diào)其動靜態(tài)資料結(jié)合、沉積相控制的相控建模、確定性建模與隨機建模結(jié)合，同時三維地質(zhì)建模是數(shù)值模擬的基礎和前提，一個正確的、逼近地質(zhì)真實的三維地質(zhì)模型，只有經(jīng)過粗化輸入Eclipse和CMG軟件進行數(shù)模，才能得到油氣藏真實的開發(fā)方案及產(chǎn)量預測結(jié)果。

四、結(jié)論

總之，油氣田開發(fā)地質(zhì)學是一門理論與實踐相結(jié)合，與油氣現(xiàn)場生產(chǎn)聯(lián)系極為緊密的學科。教學團隊根據(jù)上述研究內(nèi)容提出了“一個中心，兩個基本原則”的課程教學內(nèi)容改革新方向。

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

二是堅持油氣開發(fā)和開發(fā)地質(zhì)基礎地位原則。開發(fā)地質(zhì)內(nèi)容是重點。堅持勘探地質(zhì)授課詳略得當、與開發(fā)地質(zhì)互相融合的原則，基礎地質(zhì)內(nèi)容不宜過多，但精華部分一定要講透，同時將勘探地質(zhì)的基礎概念融入開發(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?？碧降刭|(zhì)部分為18～20個學時，開發(fā)地質(zhì)部分為28～30個學時。

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 ］

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［責任編輯：鐘 嵐］