《油气储层地质学》课程教学改革探讨

尹艳树,尹太举 (长江大学地球科学学院,湖北荆州434023)

《油气储层地质学》是石油专业中一门核心专业选修课程,其直接面向油田生产实践,强调综合应用沉积学、石油地质学、构造地质学以及数学地质、计算机等学科知识及新理论描述储层特征、分析油气生产状况、解决油田生产矛盾、优化油田生产,以达到高效开发油藏的目的[1]。由于该课程涉及众多专业核心课,突出综合运用理论知识解决实际生产问题的能力。如何提高教学效果,保障教学质量,需要认真思考和总结。笔者结合教学实践,提出了 《油气储层地质学》课程教学的几点认识。

1 梳理教学框架,构筑教学要点

《油气储层地质学》是一门综合性和实用性都很强的学科,涉及学科内容多,而且注重与油田生产实践结合。如何将众多教学内容进行梳理,突出教学框架的层次性,构筑教学要点,是提高教学效果和保障教学质量的关键。为此,对课程教学内容和体系进行了详细分析研究,梳理出课程教学框架和教学要点,主要包括以下4个方面。

1.1 储层的形成

关于储层的形成问题,应重点讲述不同储层形成的构造及水动力等特征、沉积储层的特征、识别标志以及与油气藏的关系。教师在讲授过程中应注重师生互动,使学生通过对已学知识 (石油学科的核心课程 《沉积岩石学》)重新回顾,加深对储层成因的认识和理解。

1.2 储层的表述

储层的表述问题是该课程的核心部分,重点包括4个方面:①需要描述储层哪些内容 (特征);②储层描述需要哪些资料基础;③储层描述的方法和技术;④不同储层特征影响因素及其相互关系。在讲授过程中,首先围绕前3个方面展开教学。即先列出讲授内容,如储层非均质性和需要利用渗透率计算储层非均质性程度的表征参数,然后由此引出描述资料基础从何而来,在此基础上再讲述渗透率非均质性程度计算公式如变异系数、突进系数和极差等。最后,提出储层非均质性影响因素。这样让学生了解沉积因素、成岩因素、构造因素等对储层非均质性影响。通过对讲授内容进行梳理,使讲课内容层次清晰,便于学生理解和掌握,另一方面启发学生思维,学会联系所学知识对实际问题进行综合分析。

1.3 储层特征对油藏开发的影响

储层特征对油藏开发的影响也是该课程的核心部分,相对于储层的表述问题偏重于理论,储层特征对油藏开发的影响则偏重于实践。如何将理论研究与实践生产相结合就成为课程讲授重点。为此,教师在备课时应通过互联网搜索相关资料并加入到讲义中,同时教师应结合自身科研实例。例如在讲授储层敏感性时,可通过某油田开发过程中粘土矿物百分含量变化、渗透率的变化以及某油田酸化措施提高油气产量等实例引出储层敏感性的概念。这样很容易激发学生的学习兴趣,使其获得储层敏感性直观认识,深刻理解储层特征对油藏开发影响。

1.4 油气储层的高效开发

针对油气储层高效开发内容,教师应主要讲解综合性分析方法,即通过储层成因、储层特征以及储层特征可能造成的开发问题的分析,提出避免储层伤害、高效开发储层的措施。

2 注重实践教学,突出实践效果

《油气储层地质学》课程教学主要面对本科大四学生及研究生,其所讲授的理论和方法与生产紧密结合,是即学即用型课程。因此,应加强实践教学。在讲授过程中,实践环节是必不可少的一个环节。根据课程教学的对象 (主要是资源工程和地质专业本科生),主要安排以下几方面的实践教学内容。

2.1 储层沉积微相研究

储层沉积微相研究是最基础的地质研究内容,对了解储层成因和分布有重要意义。通过储层沉积微相研究实践,让学生掌握储层沉积微相研究方法和流程,能够分析储层微相特征、建立相模式和理解储层成因。为此,应专门收集不同油田、不同沉积环境的实际岩心和测井资料并提供给学生进行研究。从实践效果看,绝大部分学生掌握了储层微相研究方法,并较好地理解了开发层系、油层组、砂层组、小层划分与对比等教学内容。

2.2 非均质性计算

储层非均质性是储层研究的核心,其直接关系到油气生产与开发。因此,让学生掌握储层非均质性计算方法是该课程的基本要求。教师可收集油田不同沉积环境的储层非均质性资料 (包括岩心、砂体、物性、分层和坐标等)供学生上机实习,并要求提交储层非均质性研究报告。从学生提交的上机实习报告看,大多数学生能够根据资料分析储层层间非均质性、平面非均质性以及层内非均质性,并做出较为合理的解释。

2.3 储层地质模型建立

建立储层地质模型是油藏描述的核心,是静态储层地质研究最高阶段。在油田开发阶段,建立储层地质模型已经成为一项常规技术。这就要求学生能够掌握储层地质建模的方法。在教学中,教师通过演示目前流行的建模软件Petrel[2],对储层地质建模原理、方法和最终成果进行讲授,并督促学生课后练习Petrel软件中的应用实例,达到掌握建模原理和熟练应用软件的目的。

2.4 油藏动态分析

资源工程和地质专业学生毕业后一般分配在采油厂实习,而油藏动态分析是采油厂地质技术员的基本工作之一。因此,让学生掌握油藏动态分析原理和方法就显得非常重要。笔者结合江汉油田采油厂油藏动态分析实例讲授其原理和方法,通过课堂辅导,使学生能够即学即用。课后学生反映良好。

3 跟踪学科前沿,激发创新潜能

目前,我国陆相油田进入开发中后期,储层研究向精细化方向发展,对储层描述的精度提出了更高的要求,以满足准确预测剩余油、提高油气采收率的需要。此外,针对碳酸盐岩储层以及非常规储层的开发,需要提供完备的技术与方法体系。上述内容都是油气储层研究的热点。因此,教师在教学中应让学生了解学科研究热点并激发起创新潜能。通过文献调研,发现油气储层地质学的研究热点主要表现在以下几方面:①碳酸盐岩油气储层地质学。碳酸盐岩储层具备复杂的孔洞缝系统,而裂缝和孔洞在油气运移和开采过程中起着重要的作用,了解其成因、分布、预测以及对油气开发影响目前已成为研究热点。李德生院士提出的 “数字地球”观点,为碳酸盐岩储层地质学研究提供了一条新的途径。因此,随着碳酸盐岩储层研究的日益开展,碳酸盐岩储层地质学已经成为一个专门学科研究体系。②火山岩储层地质学。随着国内新疆、辽河等油田火山岩油气藏的发现,火山岩储层作为一种特殊的油气储层类型越来越受人们的重视[4],火山岩储层地质学也应运而生。由于其储层特殊性以及研究基础较弱,火山岩储层地质学研究将是今后一个重要突破方向。③相关新理论、新技术和方法。我国陆相碎屑岩储层具备复杂的非均质性,在开发中后期层内非均质性已经成为影响油水运动的重要因素,因而需要对储层结构进行精细解剖并建立高精度储层模型。由此发展出储层建筑结构要素分析法、大孔道形成机理与预测技术、剩余油预测技术、裂缝预测技术、油藏动态监测、地质统计反演以及储层随机建模技术等开发中后期关键技术。因此,在讲授课程时,应随时介绍上述新理论、新技术和方法的研究进展,让学生了解学科研究热点,激发其创新潜能。

4 结 语

《油气储层地质学》是石油专业核心专业选修课程,具有很强的综合性和实用性。针对该课程的特点并结合教学实际,在教学中采取如下改革措施:①梳理教学框架,构筑教学要点;②强调实践教学,突出实践效果;③跟踪学科前沿,激发创新潜能。通过采取上述措施,学生较好地理解了学科基础理论知识,同时掌握了相应实践技能,取得了很好的教学效果。

[1]于兴河.油气储层地质学基础 [M].北京:石油工业出版社,2008.

[2]石晓燕.Petrel软件在精细地质建模中的应用 [J].新疆石油地质,2007,28(6):773-774.

[3]强子同.碳酸盐岩储层地质学 [M].北京:中国石油大学出版社,2007.

[4]陈建文.一门新兴的边缘科学——火山岩储层地质学 [J].海洋地质动态,2002,18(4):19-22.