国景星

中国石油大学（华东） 地球资源与信息学院，山东 青岛 266555

课程建设

“油气田地下地质学”课程设计的实践与探索

国景星

中国石油大学（华东） 地球资源与信息学院，山东 青岛 266555

在明确“油气田地下地质学”课程设计主要目的，以及选择有代表性的设计对象的前提下，提出了以油层划分与对比为基础，以编制构造图、油田地质剖面图、沉积微相平面分布图、小层平面图为核心的课程设计方案。指出了课程设计过程中存在的主要问题，探讨了改进课程设计的设想以及实施方案、评价体系。教学效果表明，课程设计不仅实现了理论教学与实践教学的有机结合，将基本理论与方法应用于油田具体工作，加深学生对油田地质研究工作的了解。更为重要的是通过设计工作过程在很大程度上提高了学生的实际动手能力、创新能力、综合分析问题的能力，使学生综合素质得到明显提高。

油气田地下地质学；课程设计；实施方案；教学效果

创新是高等教育的灵魂，高等教育必须适应时代要求大力推进创新教育，培养学生的创新能力。实践教学是培养学生创新能力的有效途径之一。学生通过参加实践教学，有利于知识的掌握和技能的提高，培养和发挥学习的主动性、积极性和创造性[1]。

课程设计作为一种新型的实践教学类型，不同于过去内容相对单一的实验教学或作图练习，更加注重理论与方法的综合掌握及其与实际研究工作的有机结合；强调学生的主体性、系统性思考和解决问题的能力与创新意识的培养；强调日常工作规范与工程规范考核等。在实践教学中，课程设计发挥着越来越重要的作用[2-5]。

一、课程设计的目的

“油气田地下地质学”课程设计是油气资源勘查工程专业继“沉积学”、“构造地质学”、“石油天然气地质与勘探”三个科目的课程设计之后的最后一门专业课的课程设计。通过该课程设计，可以使学生在以下4个方面得到培养和锻炼。

（1）使学生面对直接、原始的地质资料而提出问题，资料的类型及其地质意义？针对设计任务，如何使用这些资料？由此巩固和加深对课堂理论知识、基本概念与方法的理解，逐步培养其工程意识。

（2）培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力，即培养学生综合运用各项地下地质资料进行油层划分与对比，研究储层的沉积学特征及非均质性、油气田地下地质结构、油气储量计算中关键参数获取等地质问题的基本方法。

（3）培养学生良好的设计思想，即理论联系实际，一切从实际出发，逐步培养学生独立分析和解决油气田地下地质问题的能力。

（4）培养学生脚踏实地的工作作风及创新意识。只有从基础及点滴工作做起，才能有所收获并产生结论性观点或认识；只有详细分析各项基础资料，才可能发现问题并提出新的设想。

二、合理选择和规划课程设计内容

1.选择有代表性的设计对象

课程设计的目的之一是加强理论教学与油田工作实际的结合，因此在选择设计对象时应注意选择有代表性的油田，同时兼顾可操作性、实施难度及学生在其中的可发挥性或想象空间。

根据课程组教师长期与胜利油田科研合作的经验与认识，选择济阳坳陷沾化凹陷东部某油田的馆陶组上段作为课程设计的区域和层位。该区域及层位满足以下3个条件：

（1）研究区域是胜利油田原油生产的重点区域及重点层位，具有代表性；

（2）经过多年的勘探与生产，钻井数量多，积累了丰富的资料，而且井点分布较为均匀，利于开展研究工作；

（3）用于进行油层划分与对比的地层单元中，砂层、泥岩比例适当，在部分井中标准层与标志层较为清楚，既保证“有法可依”，又保证一定工作难度，便于学生具体操作并发挥主观能动性。

2.围绕教学重点与难点规划设计内容

“油气田地下地质学”是资源勘查专业主要专业课之一，是一门综合性和实用性很强的课程。课程设计内容要体现教学重点与难点，重视地质基本功训练（地质图件的编制），实现综合训练目标—资料收集、整理，认识与分析资料等。

“油气田地下地质学”的教学内容可以分为以下6个部分：

（1）钻井地质，包括钻井地质设计、地质录井、完井及其资料整理，是油气田地质研究中三大基础资料来源之一，其重点是掌握各种录井资料的特征及作用。

（2）油层对比与沉积微相，主要包括碎屑岩油层划分与对比，碳酸盐岩油层的划分与对比，沉积微相研究，其重点为碎屑岩油层划分与对比及沉积微相研究。

（3）储层特征，重点内容是储层非均质性及影响储层特征的地质因素。

（4）油气田地下构造研究，重点是断层的识别及相关图件的编制。

（5）地层压力和温度，重点掌握油层压力分布、异常地层压力的成因及预测方法。

（6）油气储量计算，重点掌握容积法及相关参数获取方法等。

根据教学重点及课程设计目标、选择对象的资料基础以及课程设计的时间（一周）等因素，合理规划设计内容。具体设计内容如下：

（1）油层划分与对比。包括砂层组顶、底的确定，砂层组内3个韵律的认识与划分依据，以及小层的划分与对比、单砂层的划分与对比。其中，由于各井的差异性，单砂层的划分与对比应该是该项工作的难点。

（2）微构造图及油田地质剖面的编制。根据划分与对比结果，选择一个重点小层的顶界面数据编制微构造图；其次，依据设计要求，编制某方向油田地质剖面。

（3）沉积微相研究，根据划分与对比结果，选择一个重点小层编制沉积微相图、小层平面图。难点是在勾绘有效厚度等值线之前，如何确定含油边界。

（4）储层非均质性研究。由于时间等因素限制，重点编制隔层分布等值线图。要求明确隔层与夹层的含义，并在油层对比时，读取相关层位的隔层厚度。

（5）储量计算。包括如何获取储量计算中的关键参数：含油面积、油层平均厚度等，熟练掌握地质储量、可采储量等相关概念。

（6）编写研究报告。重点是如何对编制出的图件进行具体分析和描述。

三、课程设计过程中暴露出的问题及改进设想

1.课程设计过程中暴露出的问题

通过近几年对课程设计的指导，发现存在如下几个方面的问题：

（1）学生准备和重视程度不够。相当一部分学生由于忙于考研或找工作，在理论课学习过程中投入不足，从而导致在课程设计过程中对部分概念、基本理论与方法不熟悉甚至不清楚，遇到不清楚的概念或方法，大多直接问在场的老师，或询问旁边的同学，主动查阅教材或参考书的较少。

（2）对图件的作用及相互关系不清楚。对图件的编制方法特别是图件的作用或编图目的不了解，更谈不上图件之间的相互关系及在整个设计中的作用，导致整个设计看不出学生的主观能动性和独立思考，完全依靠教师的指导。例如，油田地质剖面图、构造图与小层平面图之间的特殊关系，由油田地质剖面图获得52油层油水界面高程，将该高程与52油层顶界面构造图结合，可确定52油层油藏的含油边界[6]，该外含油边界不仅是编制小层平面图中有效厚度零线的重要依据之一，而且以该边界线、断层线以及绘制出的有效厚度零线，可读取含油面积—储量计算的关键参数之一[6]。

（3）报告编写中空话较多，具体分析欠缺。在完成图件编制及数据计算后的编写报告过程中，不知道如何对编制出的图件进行具体分析、找出其特征并进行描述，从而导致写出的报告或以课程设计指导书中内容为基础，空话较多，无实质内容。

2.完善课程设计过程的设想

（1）使学生充分认识到课程设计的重要性。

在进行课程设计时，应使学生充分认识到课程设计的重要性，其意义不仅在于检验学生对理论课教学过程中的基本概念、基本理论与方法的学习效果，更重要的是通过课程设计学会用理论与方法解决实际问题，实现理论与实践的有机结合，把所学到的理论知识与方法应用于实际工作中，学会依据设计题目的要求，认识和分析基础资料，提出具体工作思路或研究方案，并付诸于实践，为走向工作岗位奠定基础。

（2）发挥学生主体作用，避免过于依赖教师。

在进行课程设计之前，学生已经进行过系统的理论学习，也编制过一些地质图件，基本具备了开展设计工作的条件；同时，课程设计的目的之一就是要培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力。因此，课程设计应该最大限度地发挥学生的主体作用和主观能动性，调动学生设计的兴趣和积极性，以期取得较好的教学效果[7]。

为此，在课程设计的动员及准备阶段，教师可除了重点强调课程设计的重要性或意义、基础资料及主要任务之外，可给出一定的时间让学生思考、讨论课程设计的基本思路、工作环节及响应任务或目标。在正式开展课程设计时，可利用一小时左右的时间让几名学生代表谈谈具体设想，然后归纳学生设想，提出教师的意见和建议。

但是，从近几年的指导情况来看，尽管在具体设计前做了一定的准备工作，学生在面对诸多资料及实际工作设计时还是多感到无从下手。需要指导教师在具体设计过程中，做到及时耐心并细致地对学生进行指导，并注意个体差异，因材施教，尽量做到逐个辅导。在指导中注意讲解与启发学生主动思考并重，不能只要面对学生疑问就直接告诉解决办法或答案，应引导学生分析可能的解决途径或办法，让学生在分析的基础上找出答案，避免过于依赖教师而丧失发挥学生的主体作用。

（3）注意学生创新能力的培养。

设计本身就是一个创新的过程，同时考虑到地质研究本身存在的多解性或不确定性，在设计中应尽可能让学生发表不同见解，即使当时有时觉得有点不可思议甚至错误，这样才能充分调动学生主观能动性，发挥学生的想象力和创造力。否则学生的设计及描述会千篇一律，学生也很容易照搬照抄。而对于学生设计中表现出的错误或明显不足，指导教师应该单独给予提醒、解释和纠正。

以55小层中单砂层划分为例，若按照最初的设计，并没有要求进一步细分单砂层。但是再设计中，本人只是在讲解中提及：根据电测曲线特征以及划分与对比原则，55小层中并非只是一个单砂层，可能有2个甚至3个单砂层，为了满足当前油田开发工作需要，有必要进一步细分。在具体划分油层单元时，相当多的学生采取进一步细分的划分方案，但是划分的结果大致有两类：部分学生认为应该分为2个单层，也有相当部分学生认为应该分为3个单层（图1），应该说这两种划分方案都有一定的道理。

（4）增强学生规范的工程意识。

课程设计的主要内容之一就是根据油层划分与对比结果编制一系列地质图件。这些图件不仅具有特定的地质意义，同时有一定的编图要求，如比例尺、不同类型数据格式、不同类型等值线的符号及间距、等值线偏差等。

为了让学生获得必要的直观和感性知识，可以在设计动员及说明中，列举一些油田不同勘探与开发阶段的图件，如勘探形势图、开发井网设计图、构造图、沉积微相分布图、小层平面图等；另外，也可以有选择地展示往届学生课程设计完成的图件，包括比较规范的图件及不太规范的图件，让学生从中比较，找出差距，了解具体要求。依此培养学生严谨、科学、规范的工作习惯及编图习惯。

（5）加强对指导教师的考核，强调教师的现场指导。

图1 55小层的两种划分方案

加强对指导教师的考核，强调教师的现场指导。一是指导教师要加大对课程设计环节的投入，对往年指导中遇到的问题进行具体分析，做好课程设计前的准备及规划工作，将设计划分成若干个阶段，拟订出各阶段讲解、需要提示的具体内容或关键点，特别是明确考核指标，考核目标；其次，加强设计中的巡视，特别是设计前2～3天的巡视，保证学生有问题时随时能够与指导教师交流，及时得到提示或启发；第三，类似与理论课的课堂教学评价，学院或教学系应该加强对指导课程设计教师的课堂教学考核，以保证课程设计的教学质量；第四，根据油田实际资料的不断丰富，应该对设计内容进行适当调整、丰富和完善。

四、课程设计指导实例

包括各个工作环节及各环节中的难点，正确认识各环节的相互关系等。

第一步，引导学生熟悉研究区资料，包括前期/前人工作的基本认识、本次设计的基础资料，研究区相关资料查阅，了解所给资料与设计任务之间的关系等。

第二步，根据课程设计的各项任务、已知的各项资料，以及所掌握的基本理论与方法，引导学生拟订工作思路或基本工作过程（即工作的大致先后顺序），并注意各环节的工作重点与难点、注意事项、应该获得的结果（数据表、图件等）。

以上两个环节的时间设定应该在一个课内工作单元（4节课）及一个课外单元完成。

第三步，油层划分与对比，数据表制作。该环节是整个课程设计工作量最大，也是最基础的环节，其质量直接影响后期工作效果。该阶段指导教师基本上一直在设计现场，随时对学生提出或暴露出的问题予以解释或说明。

第四步，各类地质图件的编制。依据砂层顶/底界数据、砂层厚度、有效厚度、隔层厚度等编制构造图、油田地质剖面图、砂层厚度等值线图、小层平面图、隔层厚度等值线图。并根据学生实际工作进程，在大多数学生完成图件草稿工作时，应引导学生正确认识各图件及其主要意义、图件之间的相关关系，加深对图件的理解，并完善图件。为课程设计报告的编写奠定基础。

第五步，数据计算、图件分析及课程设计报告的撰写。

在完成相关图件编制及分析的基础上，结合由图进行的数据读取或数据计算整理阶段，撰写设计报告。设计报告的格式要求参照科技论文格式或正式实验报告格式。内容一般包括：题目、作者、摘要、关键词、引言或前言（含设计任务、工作思路等）、研究区地质概况、研究主体（油层划分与对比、构造特征、沉积微相特征、隔层分布、储量计算等）、心得体会、参考文献等。初步培养学生科学的思维方式，使学生基本掌握论文写作模式，同时为毕业论文或毕业设计奠定基础。

五、成绩的评定方法及结果反馈

课程设计的成绩评定包括理论设计与平时工作情况、具体操作、撰写设计报告三部分。

（1）理论设计考核是对设计开始阶段的工作考核，主要学生对基本理论与方法的掌握及设计思路，该部分对于“油气田地下地质学”课程设计而言，本人认为该部分考核占总成绩的比例应相对较低，原因主要有两个方面：一是对学生的理论与方法、设计思路考核，只能在少部分学生中进行，绝大多数可以从学生提交的报告来内容反映；二是该部分所用时间较少，且教师会对设计思路提出指导性意见，学生在其中的作用相对较小。而平时工作情况应该是第一部分考核的重点，主要包括出勤情况、工作认真程度等，两者在考核中占20%左右。

（2）具体操作的考核，包括油层划分与对比、提交的数据表、各类剖面及平面图，该部分是课程设计的核心之一，该部分考核占总成绩的比例应在50%左右。

（3）撰写设计报告，主要考核学生有关油层对比的方法、结果的描述，各类图件的具体分析与描述，以及包括的格式规范程度，该部分考核占总成绩的比例应30%左右。

具体评分标准如表1所示。

表1 “油气田地下地质学”课程设计参考评分标准

关于学生在课程设计中出现的问题总结于学生提交的设计报告显要位置，在文字描述与图件中的相应位置做出具体标记。而后把带有批注的设计报告返还给学生，让学生了解错误所在，最后收回保存。

六、结论

“油气田地下地质学课程设计”是具有突出个性特征的实践教学活动，也是一次智力创新活动，不仅有助于学生有效地巩固理论知识与方法，充分调动学生的积极性、主动性和创造性，应用所学知识综合分析和解决工程实际问题；而且使学生学会科研方法和思维方法，培养学生严谨的工作作风，规范学生报告书写格式，大大提高了学生的综合素质和能力。

另一方面，在课程设计过程中，教师与学生的交流非常多，有助于及早发现在理论教学中学习较差的学生并给予重点帮助。在“体会与收获”描述中，几乎100%的学生都肯定了课程设计对强化理论知识与方法掌握的重要性，认为课程设计对动手能力、分析解决实际问题的能力的提高帮助极大，对油田地质研究工作有了更具体、深入的了解。

[1] 宋立军，吴少波.“构造地质学课程设计”的开发与实践[J].中国地质教育，2008，(3)：37-40.

[2] 樊世清.管理信息系统课程设计教学与学生能力培养[J].科技信息（科学教研），2007，(34)：338.

[3] 郭伟，李锦华，焦爱英.工程管理专业课程设计一体化改革的设想[J].天津城市建设学院学报，2007，13(3)：227-230.

[4] 金义翠.化工原理课程设计教学改革初探[J].化工时刊，2009，23（3）：75-77.

[5] 卿艳梅，汪刘一，王慰祖.机械设计基础课程设计改革与实践[J].湖南科技学院学报，2009，30(8)：135-137.

[6] 国景星，王纪祥，张立强，等.油气田开发地质学[M].北京：中国石油大学出版社，2008.

[7] 张东岭.《建筑结构》课程设计教学方法探讨[J].河南水利与南水北调，2009，(1)：55，62.

Practice and Exp loration on Course Design of Subsurface Geology of Oil and Gas Fields

GUO Jing-xing
China University of Petroleum, Qingdao 266555, China

Based on con f i rming the main purpose of course design and choosing representative design objects, the course design project is put forward, in which the basis is the division and correlation, and the core is draw ing the geological map such as structure contour map, geological section of oil f i eld, plane distribution of sedimentary m icrofacies, individual reservoir plan and so on. From the system analysis on the existing problem in curriculum design, the idea of improving the curriculum design, implementation scheme and evaluation system is discussed. The teaching effect shows that curriculum design actualizes the organic combination of theoretical teaching and practical teaching, deepens the understanding of the geological investigation of the oil field. More importantly, it helps to develop students’ hands-on capacity, innovative consciousness, ability of comprehensive thinking and solving of problems through the process of design. The comprehensive quality of students has been markedly enhanced.

subsurface geology of oil and gas fi elds; course design ; implementation scheme; teaching effect

G642

A

1006-9372 （2010）02-0048-05

2010-02-28。

国景星，男，教授，主要从事油气储层地质学、油田开发地质学的教学和研究工作。