專業(yè)學(xué)位研究生油藏工程基礎(chǔ)教學(xué)方法思考

梁洪彬*，胡世萊，姜 楠

（1.重慶科技大學(xué)非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)研究院 重慶 401331；2.重慶科技大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院 重慶 401331）

我國(guó)碩士研究生分為學(xué)術(shù)學(xué)位碩士研究生（以下簡(jiǎn)稱“學(xué)碩”）和專業(yè)學(xué)位碩士研究生（以下簡(jiǎn)稱“專碩”）兩種，其中學(xué)碩是以學(xué)術(shù)研究為導(dǎo)向，偏重理論和研究，以培養(yǎng)從事教學(xué)和科研的高層次學(xué)術(shù)研究型人才為主；專碩是以職業(yè)培養(yǎng)為導(dǎo)向，實(shí)踐與學(xué)術(shù)并重，以培養(yǎng)工程師等高層次應(yīng)用型人才為主。2023 年11 月24 日，教育部發(fā)布的《關(guān)于深入推進(jìn)學(xué)術(shù)學(xué)位與專業(yè)學(xué)位研究生教育分類發(fā)展的意見(jiàn)》強(qiáng)調(diào)，學(xué)術(shù)學(xué)位與專業(yè)學(xué)位“并重”，學(xué)術(shù)學(xué)位與專業(yè)學(xué)位研究生教育“兩種類型同等地位、同等重要”，并規(guī)劃到“十四五”末將專碩招生規(guī)模擴(kuò)大到碩士研究生招生總規(guī)模的三分之二左右。隨著國(guó)家招生計(jì)劃傾斜、報(bào)考人數(shù)增加，專碩的“存在感”越來(lái)越強(qiáng)。

油氣作為當(dāng)今重要能源之一，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要戰(zhàn)略物資，而石油工業(yè)現(xiàn)已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。隨著國(guó)家能源安全意識(shí)在青年學(xué)生群體中不斷加強(qiáng)，以及專碩的熱度持續(xù)走高，近年來(lái)越來(lái)越多的非石油工程專業(yè)本科生熱衷于跨考石油與天然氣工程專業(yè)的專碩（以下簡(jiǎn)稱“跨考研究生”）。然而，跨考研究生由于本科階段缺少對(duì)石油工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，導(dǎo)致其研究生階段對(duì)石油領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)理解不深、科研工作開(kāi)展不暢、工程應(yīng)用能力不強(qiáng)，從而降低了專碩的培養(yǎng)質(zhì)量。因此，針對(duì)跨考研究生補(bǔ)修本科專業(yè)基礎(chǔ)課程（以下簡(jiǎn)稱“補(bǔ)本課程”）是十分必要的。

本文以跨考到重慶科技大學(xué)資源與環(huán)境（油氣田開(kāi)發(fā)工程方向）的專碩研究生為研究對(duì)象，以石油工程專業(yè)“三大工程”（鉆井工程、油藏工程和采油工程）中的油藏工程為例，分析補(bǔ)本課程油藏工程基礎(chǔ)的課程特點(diǎn)和教學(xué)中存在的困難，探究該課程的教學(xué)方法，進(jìn)而促進(jìn)跨考研究生的專業(yè)水平和工程應(yīng)用能力的提升。

1 油藏工程基礎(chǔ)課程特點(diǎn)

1.1 理論強(qiáng)且綜合

油藏工程是石油工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課，它是研究油氣藏動(dòng)態(tài)特征及規(guī)律和油氣田開(kāi)發(fā)方法及決策的工程學(xué)科，以油氣藏（田）為研究對(duì)象，以地球物理、油藏地質(zhì)、油層物理、滲流力學(xué)等學(xué)科為理論基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科為研究工具，以高效開(kāi)發(fā)油氣資源為目的的一門綜合性學(xué)科[1]。油藏工程基礎(chǔ)是針對(duì)跨考研究生開(kāi)設(shè)的一門補(bǔ)本課程，該課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與本科開(kāi)設(shè)的油藏工程相近，涉及的內(nèi)容同樣十分廣泛，包括巖石物理學(xué)、石油流體性質(zhì)、油氣層滲流力學(xué)、油氣井試井等，具有理論性強(qiáng)且綜合的特點(diǎn)。

1.2 概念多且抽象

一個(gè)油藏的開(kāi)發(fā)大致要經(jīng)歷油藏發(fā)現(xiàn)、油藏評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施與監(jiān)測(cè)、開(kāi)發(fā)調(diào)整和油藏廢棄六個(gè)階段，由于不同開(kāi)發(fā)階段有不同的開(kāi)發(fā)任務(wù)，所以油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程涉及的概念也多[2]。以油藏評(píng)價(jià)中的地質(zhì)儲(chǔ)量為例，根據(jù)數(shù)據(jù)特征可分為靜態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量和動(dòng)態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量（又稱動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量），動(dòng)態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量與靜態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量之比稱為儲(chǔ)量動(dòng)用程度。此外，根據(jù)地質(zhì)資料的可靠程度由低到高，儲(chǔ)量級(jí)別可分為遠(yuǎn)景資源量、潛在資源量、預(yù)測(cè)地質(zhì)儲(chǔ)量、控制地質(zhì)儲(chǔ)量、探明地質(zhì)儲(chǔ)量和開(kāi)發(fā)地質(zhì)儲(chǔ)量。根據(jù)單位含有面積上和單位巖石體積中的石油地質(zhì)儲(chǔ)量又分別定義了儲(chǔ)量豐度和單儲(chǔ)系數(shù)兩個(gè)概念。由于油藏是一個(gè)深埋地下而無(wú)法直接觀察的地質(zhì)實(shí)體，因此，該課程涉及的相關(guān)概念通常較抽象。

1.3 公式難且龐雜

油藏工程含有大量的計(jì)算公式，從儲(chǔ)層流體巖石物性（偏差因子、體積系數(shù)、密度、黏度、孔隙度、滲透率、毛管壓力、有效應(yīng)力等），到地質(zhì)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)，再到生產(chǎn)井測(cè)試、產(chǎn)量遞減規(guī)律、含水上升規(guī)律均有涉及。這些公式通常較為復(fù)雜，并且由于描述對(duì)象的不同，導(dǎo)致公式之間缺少明顯的相關(guān)性。以“水”為例，用于評(píng)價(jià)水體大小和活躍程度時(shí)采用的水侵量計(jì)算公式和用于評(píng)價(jià)油田注水開(kāi)發(fā)時(shí)油井含水率上升規(guī)律計(jì)算公式的建模原理和表達(dá)形式是完全不同的，這是由于水的來(lái)源不同，其中水侵量的水是來(lái)源于地層水，水驅(qū)油的水則來(lái)源于外來(lái)水。類似的，根據(jù)不同的地質(zhì)模型，基于定容氣藏、封閉氣藏和水驅(qū)氣藏建立的物質(zhì)平衡方程和適用條件也是不同的。

2 油藏工程基礎(chǔ)教學(xué)中存在的困難

2.1 課程學(xué)科綜合性強(qiáng)，教師教學(xué)難度大

油藏工程的研究對(duì)象是整個(gè)油氣藏，是以石油勘探的結(jié)果為起點(diǎn)，通過(guò)進(jìn)一步的油藏地質(zhì)研究，對(duì)油氣藏的儲(chǔ)量規(guī)模和產(chǎn)油氣能力做出評(píng)價(jià)，然后再結(jié)合經(jīng)濟(jì)分析，對(duì)油藏開(kāi)發(fā)方案做出設(shè)計(jì)并實(shí)施，同時(shí)對(duì)油氣生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)[3]。由于油藏工程緊緊圍繞儲(chǔ)量、產(chǎn)能和效益三大主題開(kāi)展工作，即突出地質(zhì)研究特征，強(qiáng)化滲流力學(xué)基礎(chǔ)，聚焦經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)，因此，油藏工程基礎(chǔ)課程具有理論強(qiáng)、概念多、公式難的特點(diǎn)，導(dǎo)致該課程的學(xué)科綜合性強(qiáng)，教師教學(xué)難度大。

2.2 學(xué)生專業(yè)知識(shí)薄弱，理解能力欠缺

在本科階段，油藏工程先修的課程包括高等數(shù)學(xué)、石油地質(zhì)基礎(chǔ)、油層物理、滲流力學(xué)等，然而，到了研究生階段，由于學(xué)時(shí)有限，通常缺少完整的先修課程學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生的基本理論知識(shí)缺乏，在學(xué)習(xí)該課程時(shí)難度較大。以油藏流體特征的油水關(guān)系為例，根據(jù)地下油藏中水和烴（油和/或氣）兩大類流體的富集狀態(tài)、物理性質(zhì)和分布規(guī)律，可以引出邊水、底水、夾層水、氣頂氣、溶解氣、自由氣、油水界面、氣水界面、油氣界面、油柱高度、氣柱高度、油水過(guò)渡帶、油氣過(guò)渡帶、氣水過(guò)渡帶、過(guò)渡帶厚度及其產(chǎn)狀等一系列概念，而對(duì)這些概念的理解要求學(xué)生有一定的石油地質(zhì)知識(shí)基礎(chǔ)，而跨考研究生由于缺乏地質(zhì)概念，理解上述概念通常較困難。

3 提高油藏工程教學(xué)效果的方法建議

3.1 挖掘課程思政元素，提升學(xué)生的內(nèi)生動(dòng)力

石油作為“工業(yè)的血液”，在保障我國(guó)能源安全方面發(fā)揮了重要作用，而一代又一代石油人通過(guò)艱苦奮斗、勇于創(chuàng)新、苦干實(shí)干，孕育形成了以“大慶精神”“鐵人精神”“苦干實(shí)干”“三老四嚴(yán)”為核心的“石油精神”[4-6]。習(xí)近平總書記在考察調(diào)研中國(guó)石化勝利油田時(shí)強(qiáng)調(diào)：“石油能源建設(shè)對(duì)我們國(guó)家意義重大，中國(guó)作為制造業(yè)大國(guó)，要發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)，能源的飯碗必須端在自己手里?！庇藶楸?，德育為先。油藏工程作為石油工程專業(yè)“三大工程”之一，是前人歷經(jīng)不斷探索、實(shí)踐與創(chuàng)新總結(jié)出的財(cái)富智慧，其中蘊(yùn)含著豐富的思政元素。因此，教師應(yīng)以課程建設(shè)為“主戰(zhàn)場(chǎng)”，以“石油精神”為核心，不斷提升自身的思政意識(shí)與能力，挖掘油藏工程思政元素，講好油藏工程故事，將家國(guó)情懷、“石油精神”融入教學(xué)過(guò)程。比如，在講授油氣藏壓力系統(tǒng)時(shí)，以“井無(wú)壓力不出油，人無(wú)壓力輕飄飄”的俗語(yǔ)來(lái)告誡學(xué)生要正確認(rèn)識(shí)生活中的各種壓力，壓力過(guò)大會(huì)像“井噴”一樣危害自身，但適度的壓力則有助于我們進(jìn)步。再比如，以油氣藏產(chǎn)量的上產(chǎn)期、穩(wěn)產(chǎn)期和遞減期類比人生的奮斗期、毅力期和“躺平”期，油氣藏產(chǎn)量過(guò)早進(jìn)入遞減期不利于生產(chǎn)，人生過(guò)早“躺平”則難以充分實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值。

3.2 加強(qiáng)課上課下學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)

傳統(tǒng)的授課模式主要是教師講、學(xué)生聽(tīng)，通常會(huì)導(dǎo)致部分學(xué)生在一堂課的中后期出現(xiàn)注意力不集中、困倦等情況。隨著教育教學(xué)的改革與創(chuàng)新，一系列激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的教學(xué)模式不斷被探索，如研討式、互動(dòng)式、實(shí)踐式、啟發(fā)式、探究式、易位式、案例式、混合式、情景式、問(wèn)題式等[7]。然而，“教學(xué)有法，但無(wú)定法，貴在得法”，教學(xué)方法要遵循一定的原理、規(guī)律，但不能固定、死板，應(yīng)靈活選擇切實(shí)可行的教學(xué)方法?？缈佳芯可m然缺乏與石油地質(zhì)開(kāi)發(fā)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，但卻具備了一定的自學(xué)能力，因此，除了課堂學(xué)習(xí)外，教師還可適當(dāng)布置課下任務(wù)來(lái)輔助學(xué)生學(xué)習(xí)課堂內(nèi)容。在課上，教師應(yīng)在課堂導(dǎo)入、提問(wèn)、啟發(fā)、練習(xí)、語(yǔ)言表達(dá)、結(jié)尾、板書等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，綜合多種教學(xué)手段和教學(xué)資源，讓學(xué)生積極參與課堂學(xué)習(xí)、討論，而不僅僅是知識(shí)的“接收器”；在課下，除了常規(guī)的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)外，還可圍繞學(xué)習(xí)內(nèi)容讓學(xué)生利用線上學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行課程自學(xué)，以及通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研了解最新研究進(jìn)展。基于上述教學(xué)模式，不僅能讓學(xué)生掌握好專業(yè)知識(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和調(diào)研能力，從而提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

3.3 聚焦油田生產(chǎn)問(wèn)題，提高學(xué)生的專業(yè)水平

理論來(lái)源于實(shí)踐，又反作用于實(shí)踐，二者具有相互依存、相互作用、相互促進(jìn)的辯證統(tǒng)一關(guān)系。由油藏工程基礎(chǔ)中的“工程”二字可知，該課程的理論知識(shí)就是用來(lái)解決油田生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的，并且授課對(duì)象是專業(yè)學(xué)位碩士研究生，因此，教師在給學(xué)生講授該課程時(shí)，不僅僅是講授知識(shí)，還應(yīng)注重學(xué)生解決工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)，構(gòu)建起以行業(yè)需求為導(dǎo)向的科教融合的教學(xué)模式。一方面，構(gòu)建典型的油藏工程案例庫(kù)，在課上主要采用簡(jiǎn)單的工程問(wèn)題進(jìn)行課堂導(dǎo)入、課中練習(xí)，在課下主要以綜合性強(qiáng)的工程問(wèn)題進(jìn)行分組調(diào)研、討論，撰寫研究報(bào)告。另一方面，引入常用的油藏工程分析工具?，F(xiàn)有的油藏工程分析軟件非常豐富，如生產(chǎn)井動(dòng)態(tài)分析軟件RTA、Topaze，試井分析軟件Saphir，數(shù)值模擬軟件Eclipse、CMG、tNavigator 等，在講授相關(guān)內(nèi)容時(shí)可進(jìn)行適當(dāng)引入，讓學(xué)生快速了解現(xiàn)有分析工具的功能優(yōu)勢(shì)，為今后開(kāi)展相關(guān)科研工作打下基礎(chǔ)。此外，還應(yīng)結(jié)合跨考研究生的本科專業(yè)學(xué)科特點(diǎn)，開(kāi)展跨學(xué)科融合教育，比如針對(duì)油藏工程基礎(chǔ)中有些公式推導(dǎo)難、手工計(jì)算難的問(wèn)題，可以組織本科專業(yè)為數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等的跨考研究生，讓其發(fā)揮原專業(yè)優(yōu)勢(shì)，帶領(lǐng)其他同學(xué)一起學(xué)習(xí)。通過(guò)開(kāi)展油田實(shí)際工程案例分析，不僅能讓學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解，而且有助于提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

4 結(jié)語(yǔ)

油藏工程基礎(chǔ)具有理論性強(qiáng)、概念抽象、公式復(fù)雜等特點(diǎn)，導(dǎo)致缺少石油工程專業(yè)知識(shí)的跨考研究生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)難度較大。因此，本文從挖掘課程思政元素、加強(qiáng)課上課下學(xué)習(xí)和聚焦油田生產(chǎn)問(wèn)題三個(gè)方面探討了該課程的教學(xué)完善方法，通過(guò)將“石油精神”和油藏工程案例融入教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生更好地掌握油藏工程知識(shí)、提升自身專業(yè)水平和工程應(yīng)用能力，為實(shí)現(xiàn)石油領(lǐng)域工程人才培養(yǎng)的目標(biāo)提供支撐。