整合科技與石油高等教育-以提升“油氣田開發(fā)地質(zhì)”教學(xué)方法為例

唐穎

西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院 陜西 西安 710065

1 引言

“油氣田開發(fā)地質(zhì)”在石油高等教育中扮演著不可或缺的重要角色，作為石油工業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，它為培養(yǎng)具有廣泛綜合能力的專業(yè)人才奠定了堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。然而，傳統(tǒng)的油氣田開發(fā)地質(zhì)教學(xué)模式在滿足當(dāng)下和未來(lái)需求方面面臨著一系列挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的油氣田開發(fā)地質(zhì)教學(xué)模式通常側(cè)重于理論知識(shí)的傳授，往往缺乏實(shí)踐和應(yīng)用方面的培養(yǎng)。這導(dǎo)致了學(xué)生在面對(duì)實(shí)際工作中的復(fù)雜地質(zhì)問(wèn)題時(shí)，缺乏必要的技能和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)模式還未能充分滿足當(dāng)前科技與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的石油工業(yè)的需求。石油工業(yè)正經(jīng)歷著快速變革，面臨著一系列挑戰(zhàn)，包括油藏?cái)?shù)字化、地質(zhì)勘探的深水、極端環(huán)境條件下的開發(fā)、可持續(xù)能源生產(chǎn)等。這些挑戰(zhàn)要求石油專業(yè)人才具備更高層次的技術(shù)和分析能力。為了應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性以及石油工業(yè)的挑戰(zhàn)，我們必須將科技與“油氣田開發(fā)地質(zhì)”教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。地學(xué)信息系統(tǒng)（GIS）和三維建模技術(shù)是在教學(xué)中廣泛應(yīng)用的科技工具，它們具有巨大的潛力，可以幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用地質(zhì)知識(shí)。地學(xué)信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用可以將地質(zhì)數(shù)據(jù)可視化，幫助學(xué)生更好地理解地下結(jié)構(gòu)和地質(zhì)特征。同時(shí)，三維建模技術(shù)使學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)際的地質(zhì)探索，培養(yǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這兩者的結(jié)合有助于培養(yǎng)學(xué)生為了迎接未來(lái)石油工業(yè)領(lǐng)域的新挑戰(zhàn)所必需的能力。

2 傳統(tǒng)“油氣田開發(fā)地質(zhì)”教學(xué)方法所具有的弊端

傳統(tǒng)的《油氣田開發(fā)地質(zhì)》教學(xué)方法通常采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)，側(cè)重于理論知識(shí)的傳授[1]。教師通常會(huì)向?qū)W生講解地質(zhì)理論、地層構(gòu)造、沉積相等基本概念，以及如何分析并預(yù)測(cè)地下靜態(tài)、動(dòng)態(tài)地質(zhì)特征。這種教學(xué)方法重視基礎(chǔ)理論知識(shí)的傳授，尤其是關(guān)于油氣田地質(zhì)方面的知識(shí)。然而，這一方法存在的弊端是極其明顯的。具體表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

（1） 忽視實(shí)際操作及應(yīng)用

傳統(tǒng)的教學(xué)方法常常忽視了實(shí)際操作和應(yīng)用。學(xué)生通常被動(dòng)地接受知識(shí)，而沒有機(jī)會(huì)積極參與實(shí)際地質(zhì)勘探和問(wèn)題解決。這導(dǎo)致了學(xué)生在實(shí)際工作中面臨課本中講過(guò)問(wèn)題后而不知道如何動(dòng)手解決，因?yàn)樗麄內(nèi)狈?shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。

（2）無(wú)法解決實(shí)際問(wèn)題

傳統(tǒng)教學(xué)方法未能培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際復(fù)雜問(wèn)題的能力。學(xué)生通常缺乏與真實(shí)地質(zhì)挑戰(zhàn)相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法應(yīng)對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題。此外，他們往往沒有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)和掌握與石油工程領(lǐng)域相關(guān)的行業(yè)軟件，這嚴(yán)重局限了學(xué)生在未來(lái)職場(chǎng)中的發(fā)展。

（3）不符合當(dāng)下高級(jí)石油人才要求

傳統(tǒng)教學(xué)方法未能滿足當(dāng)今石油工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω呒?jí)石油人才的需求?，F(xiàn)代石油工業(yè)正經(jīng)歷著快速變革，需要具備更高級(jí)別技術(shù)和分析能力的石油專業(yè)人才。這些變化需要石油地質(zhì)教育在培養(yǎng)學(xué)生時(shí)提供更多綜合能力的機(jī)會(huì)，包括分析和解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新思維能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及自主學(xué)習(xí)能力等。

為了解決傳統(tǒng)教學(xué)方法的這些問(wèn)題，我們引入了GIS技術(shù)和三維建模技術(shù)，以提供更多實(shí)踐機(jī)會(huì)、培養(yǎng)實(shí)際操作能力，并增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)這些新技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生得以將地質(zhì)理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，模擬并解決復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題。此外，與斯倫貝謝的合作關(guān)系為學(xué)生提供了學(xué)習(xí)和掌握業(yè)界領(lǐng)先的儲(chǔ)層建模工具Petrel軟件的機(jī)會(huì)，使他們能夠更好地應(yīng)對(duì)未來(lái)的職業(yè)挑戰(zhàn)。這種教育改革旨在滿足學(xué)生的教育目標(biāo)，使他們具備更多綜合能力，為他們的終身發(fā)展和未來(lái)石油工業(yè)的需求奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 地學(xué)信息系統(tǒng)GIS 在《油氣田開發(fā)地質(zhì)》教學(xué)上的應(yīng)用

地學(xué)信息系統(tǒng)（GIS）是一種將地學(xué)信息數(shù)據(jù)與地理空間分析工具相結(jié)合的技術(shù)系統(tǒng)。它能系統(tǒng)、快速捕獲、存儲(chǔ)、管理、分析和展示地質(zhì)數(shù)據(jù)，從而更好地理解地質(zhì)數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系[2]。在我國(guó)大慶油田等其它油田，GIS技術(shù)被廣泛的用于地質(zhì)勘探與資源評(píng)價(jià)、油井和管道管理以及環(huán)境監(jiān)測(cè)中。通過(guò)整合和分析地質(zhì)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油井的運(yùn)行狀況以及空間數(shù)據(jù)的采集和分析，更準(zhǔn)確地評(píng)估潛在的油氣儲(chǔ)量和優(yōu)化勘探方案、提高油田的生產(chǎn)效率，更好地理解油田對(duì)周圍環(huán)境的影響，有助于實(shí)施環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)開發(fā)措施[3]。“油氣田開發(fā)地質(zhì)”這門課程的教學(xué)目的之一是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)地質(zhì)知識(shí)分析和解決油氣田開發(fā)地質(zhì)問(wèn)題的能力。我校與大慶油田、長(zhǎng)慶油田等油田的簽署了長(zhǎng)期合作實(shí)踐基地，提供了本科生生產(chǎn)實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，學(xué)生可以通過(guò)學(xué)習(xí)和操作GIS技術(shù)，可以將課堂理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

（1）實(shí)時(shí)地質(zhì)數(shù)據(jù)可視化

油氣田開發(fā)地質(zhì)教學(xué)的重要目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生在地質(zhì)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用能力。地學(xué)信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了有力支持。通過(guò)GIS，學(xué)生可以實(shí)時(shí)可視化地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)、沉積相帶以及儲(chǔ)層特征等地質(zhì)信息。以學(xué)生在大慶油田實(shí)習(xí)基地實(shí)踐為例，學(xué)生可以使用GIS工具，通過(guò)實(shí)時(shí)地質(zhì)數(shù)據(jù)可視化，學(xué)生可以掌握關(guān)于地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)、沉積相帶、儲(chǔ)層特征、動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)等重要知識(shí)，這將有助于他們更好地理解“油氣田開發(fā)地質(zhì)”課程中抽象、復(fù)雜的地質(zhì)概念。

（2）地質(zhì)圖層創(chuàng)建

油田地質(zhì)圖件是地質(zhì)工作中不可或缺的工具，因此其制作需要高水準(zhǔn)的專業(yè)知識(shí)和規(guī)范。利用GIS技術(shù)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何整合地質(zhì)信息，繪制出符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)地質(zhì)圖件。

在實(shí)驗(yàn)基地中，學(xué)生可以學(xué)習(xí)繪制各種類型的油田地質(zhì)圖件，包括油層構(gòu)造頂面圖、有效砂體等厚圖、含油氣飽和度等值線圖等。這些圖件在油氣田開發(fā)地質(zhì)中具有關(guān)鍵作用，因?yàn)橥ㄟ^(guò)這些地質(zhì)圖件，可以詳細(xì)了解地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)層特征。學(xué)生將學(xué)會(huì)如何使用GIS軟件，整合各種地質(zhì)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地繪制這些地質(zhì)圖件，確保其符合專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，學(xué)生將形成高水平的地質(zhì)圖件制作技能，同時(shí)將理論知識(shí)與實(shí)際操作有機(jī)結(jié)合。他們將學(xué)會(huì)如何有效地展示和傳達(dá)地質(zhì)信息，這對(duì)于油氣田開發(fā)地質(zhì)工作至關(guān)重要。這種綜合性的教育方法將幫助學(xué)生更好地應(yīng)對(duì)未來(lái)的職業(yè)挑戰(zhàn)，確保他們具備了高質(zhì)量的教育和實(shí)踐背景。

（3）整合、管理海量地質(zhì)數(shù)據(jù)

在“油氣田開發(fā)地質(zhì)”教學(xué)中，學(xué)生需要掌握地質(zhì)數(shù)據(jù)的管理和整合技能，這在實(shí)際油氣田開發(fā)中至關(guān)重要。通過(guò)GIS軟件的使用，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建地質(zhì)信息圖層，將不同來(lái)源的地質(zhì)數(shù)據(jù)整合到一個(gè)地圖中。以大慶油田為例，學(xué)生可以創(chuàng)建包括錄井?dāng)?shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)和巖石性質(zhì)等多種地質(zhì)信息的圖層。這種操作培養(yǎng)了學(xué)生的地質(zhì)數(shù)據(jù)管理和整合能力，使他們能夠有效地處理大量數(shù)據(jù)，從而更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題。

4 三維建模技術(shù)在《油氣田開發(fā)地質(zhì)》教學(xué)上的應(yīng)用

三維建模技術(shù)是一種強(qiáng)大的工具，利用該項(xiàng)技術(shù)可以創(chuàng)建地質(zhì)模型，將地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)以三維形式可視化呈現(xiàn)。這種技術(shù)模擬了復(fù)雜的地下地質(zhì)特征，使學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)際的地質(zhì)探索。通過(guò)三維建模，學(xué)生可以更直觀地理解油氣藏的地質(zhì)特征和油氣分布情況[4]。在油氣田開發(fā)地質(zhì)教學(xué)中，有一些軟件工具被廣泛應(yīng)用于三維建模。其中，Petrel軟件是一款備受推崇的儲(chǔ)層建模工具，特別在石油工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。Petrel軟件提供了豐富的功能，可以用于創(chuàng)建油氣藏地質(zhì)模型、進(jìn)行儲(chǔ)層描述和模擬油氣藏開發(fā)[5]。這一軟件的廣泛使用為學(xué)生提供了寶貴的機(jī)會(huì)，能夠?qū)W習(xí)和實(shí)踐與石油工程緊密相關(guān)的技術(shù)。我校與國(guó)際知名的石油服務(wù)公司斯倫貝謝（Schlumberger）建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，這一合作關(guān)系具有極其重要的意義。斯倫貝謝不僅慷慨地向我校提供了Petrel軟件，還為軟件的維護(hù)與技術(shù)支持提供了大力支持。這一合作為學(xué)生提供了寶貴的資源和難得的機(jī)遇，使他們能夠在受到專業(yè)指導(dǎo)和技術(shù)支持的情況下深入學(xué)習(xí)Petrel軟件的操作。這個(gè)合作關(guān)系拓寬了學(xué)生的實(shí)踐渠道，有助于他們更好地迎接未來(lái)石油工業(yè)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)[6]。

三維建模技術(shù)的應(yīng)用在“油氣田開發(fā)地質(zhì)”教學(xué)中有多重益處，對(duì)提升教學(xué)質(zhì)量起到了積極作用[7]。首先，通過(guò)三維建模，學(xué)生能夠更深入地理解地質(zhì)概念，包括地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)、沉積相帶、儲(chǔ)層特征等。這使得地質(zhì)理論更具體，更容易被學(xué)生理解和應(yīng)用。其次，三維建模技術(shù)提供了互動(dòng)性和實(shí)踐性的學(xué)習(xí)環(huán)境[8]。學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)際的地質(zhì)探索，模擬不同開發(fā)情境下的地質(zhì)情況。這種實(shí)踐性學(xué)習(xí)有助于學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)了他們的實(shí)際操作能力。此外，引入Petrel軟件和與斯倫貝謝的合作使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)和掌握業(yè)界領(lǐng)先的儲(chǔ)層建模工具[9]。這不僅為他們提供了實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，還增強(qiáng)了他們?cè)谑凸こ填I(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。學(xué)生可以在受到專業(yè)指導(dǎo)和技術(shù)支持的情況下深入學(xué)習(xí)Petrel軟件的操作，掌握與石油工程相關(guān)的實(shí)際技能，為未來(lái)的就業(yè)做好了準(zhǔn)備。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)整合科技與石油高等教育，特別是將地學(xué)信息系統(tǒng)（GIS）和三維建模技術(shù)應(yīng)用到《油氣田開發(fā)地質(zhì)》教學(xué)中，我們?yōu)閷W(xué)生提供了更全面、實(shí)踐導(dǎo)向的教育體驗(yàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法在實(shí)際操作和綜合能力培養(yǎng)方面存在明顯的不足，而現(xiàn)代石油工業(yè)對(duì)石油專業(yè)人才的需求更加迫切，需要具備更高級(jí)別的技術(shù)和分析能力。GIS技術(shù)的應(yīng)用使學(xué)生能夠?qū)崟r(shí)可視化地質(zhì)數(shù)據(jù)，創(chuàng)建專業(yè)地質(zhì)圖件，管理和整合地質(zhì)信息，培養(yǎng)了地質(zhì)數(shù)據(jù)管理和整合技能。三維建模技術(shù)的運(yùn)用則提供了實(shí)際操作和實(shí)踐性學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，幫助學(xué)生更深入地理解地質(zhì)概念，模擬復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題，同時(shí)引入Petrel軟件和與斯倫貝謝的合作為學(xué)生提供了學(xué)習(xí)和掌握業(yè)界領(lǐng)先的儲(chǔ)層建模工具的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)了他們的職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[7]。

（2）科技與“油氣田開發(fā)地質(zhì)”教學(xué)的有機(jī)結(jié)合為學(xué)生提供了更廣泛的實(shí)踐機(jī)會(huì)，使他們能夠更好地應(yīng)對(duì)未來(lái)石油工業(yè)領(lǐng)域的新挑戰(zhàn)。這種綜合性的教育方法不僅滿足了學(xué)生的教育目標(biāo)，培養(yǎng)了他們的實(shí)際操作能力，還使他們具備了更多綜合能力，包括分析和解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新思維能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及自主學(xué)習(xí)能力等。這些能力將使他們更好地適應(yīng)未來(lái)職業(yè)發(fā)展的需要，為石油工業(yè)的未來(lái)做出更大的貢獻(xiàn)。教育改革的重要性在于不斷適應(yīng)社會(huì)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提供更高質(zhì)量的教育，以培養(yǎng)更具競(jìng)爭(zhēng)力的專業(yè)人才。未來(lái)的發(fā)展方向應(yīng)該繼續(xù)強(qiáng)化科技與教育的結(jié)合，不斷更新教學(xué)方法，引入更多前沿技術(shù)，以滿足學(xué)生的需求和產(chǎn)業(yè)的需求。為了更好地應(yīng)對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn)，我們建議繼續(xù)加強(qiáng)與行業(yè)的合作，拓寬學(xué)生的實(shí)踐渠道，提供更多實(shí)際操作和實(shí)踐性學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。只有不斷創(chuàng)新和改進(jìn)教育方法，才能為學(xué)生的終身發(fā)展和未來(lái)石油工業(yè)的繁榮做出更大的貢獻(xiàn)。科技與石油高等教育的有機(jī)結(jié)合是邁向這個(gè)目標(biāo)的重要一步，我們有信心將其推廣和深化，為培養(yǎng)更多優(yōu)秀的石油專業(yè)人才做出貢獻(xiàn)。