“中外油气田”课程改革与探索

陈中红

中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东 青岛 266580

课程建设

“中外油气田”课程改革与探索

陈中红

中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东 青岛 266580

世界油气勘探形势的新发展，尤其是非常规能源的热潮涌动，对石油地质相关课程的设置和学生培养提出了更高要求。“中外油气田”课程作为一门与石油地质有关的综合性课程，需要进行相应改革。作为该课程的主讲教师之一，在继承和发展旧的课程教学内容和结构体系，建立了与非常规油气资源相关的新的教学内容。同时加强和改进教学方法和教学手段，采用电化教学手段，提高教学效率；通过教学与科研相结合，及时反映前沿油气勘探动态；通过课内讨论与课后大作业相结合，培养学生的研究型学习能力。

中外油气田；石油地质；教学改革

“中外油气田”是中国石油大学资源勘查工程专业的主干专业课程之一，是一门有关油气分布规律的综合性课程，旨在拓宽学生知识面，提高学生石油地质综合素质，培养专业知识全面的综合型人才。该课程主要讲述全球含油气盆地及其油气资源的分布特征，具体包括世界上主要含油气盆地的油气地质特征、油气聚集分布规律和不同类型盆地中油气田形成的主控因素。进入21世纪以来，世界经济进入新的发展周期，各国对石油、天然气资源的需求直线上升。面对巨大的能源需求，世界范围内的油气产能建设和油气生产却相对不足，非常规石油天然气资源开始受到更多的关注。因此，在新的形势下，油气资源的新类型、油气分布规律的新理论及油气勘探的新理论、新技术不断涌现。该课程如何适应新发展，让学生能在该课的学习内容上与时俱进，是我们要不断思考的问题。基于这些原因， 作为“中外油气田”课程的主讲教师之一，笔者在课程内容建设和改革方面进行了一定的探索和实践。

一、继承与发展旧的课程教学内容和结构体系

旧的教学内容涵盖了国内外主要的含油气盆地、大中型油气田的特征介绍和传统的油气资源分布规律，是本课程的基础。学生通过这些内容的学习，能够从总体上把握全球油气资源的分布概况，对国内外不同类型的含油气盆地及大中型油气田中油气赋存的主控地质因素有一个对比认识。但随着油气田的不断勘探开发，早先获得的一些油气田的基本资料，如油田的一些数据会发生变化，甚至对一些油气田的形成和油气分布的认识也会改变，因此需要对旧的教学内容进行改进和发展。

譬如，按以前的数据（表1），认为俄罗斯的乌连戈伊气田（Urengoy）是世界上最大的气田，然而现在认识到1991 年在伊朗境内发现的南帕尔斯(South Pars)气田与原北方气田从地质意义上应归为一个气田（表2），只是由于伊朗和卡塔尔国界的分割，过去认为北方气田仅限在卡塔尔范围内，南帕尔斯仅限在伊朗境内，使得以前按两个气田进行统计分析[1]。按一个气田进行统计，北方-南帕尔气斯田（North-South Pars）储量就达13.45万亿m3，名列世界第一。沙特阿拉伯的加瓦尔油田是以石油为主的油气田，石油储量为世界常规石油(不包括沥青砂和重油)油田之首，在过去的10年里，其石油储量增加140.3%，天然气增加62.3%，天然气从一般的大型气田(储量0.924万亿m3)增加到1.53万亿m3，名列大气田的第15位。这些数据的变化传递给学生的信息是不仅世界特大气田“世界第一”的变化，同时让学生认识到，波斯湾盆地不仅是世界特大油田分布的集结地，也包含有世界特大气田，这对该区油气资源分布规律和地质上的主控因素需要进行新的认识和评价。

表1 20世纪90年代初世界可采储量大于1万亿m3的天然气田

表2 21世纪初世界可采储量大于1万亿m3的天然气田

改进的旧的教学内容包括以下三部分：

1.部分讲述全球的油气资源分布概况

主要说明世界主要含油气盆地、大油气田的地理分布及相互间的关系。通过对不同地区、不同层位油气资源分布的情况，讲述全球油气资源在时间和空间上分布的不均一性；对不同构造型式盆地（包括稳定的地台型盆地、被动大路边缘盆地、克拉通内裂谷、地堑、裂陷盆地、活动带内的中间地块盆地）中油气分布的统计分析，来阐明世界主要油气资源及大油气田的盆地构造属性；对世界主要油气田的油气藏类型（如背斜油气藏、断层油气藏、地层超覆和地层削截不整合油气藏、砂岩上倾尖灭和砂岩透镜体岩性油气藏、泥岩裂缝油气藏等）的比例进行统计分析，来反映世界油气藏类型的多样性；对世界油气田分布的储层岩性（砂岩、碳酸盐岩）、孔渗性进行统计分析，以及对世界主要气田的气源进行统计分析，来显示世界油气分布规律的复杂性。

2.国外主要的含油气盆地和其中的大油气田的基本概况和石油地质特征

这些包括中东的波斯湾盆地、俄罗斯的西西伯利亚盆地、伏尔加-乌拉尔盆地、欧洲的北海盆地、非洲利比亚的锡尔特盆地、阿尔及利亚的三叠盆地、中南美洲的墨西哥湾盆地、委内瑞拉的马拉开波盆地及北美的主要含油气区。主要油田介绍包括波斯湾地区沙特阿拉伯的加瓦尔油田和萨法尼亚油田、科威特的布尔干油田、伊拉克的基尔库克油田、伊朗的加奇萨兰和阿加贾里油田、俄罗斯的罗马什金和萨莫特洛尔油田、北海地区的布伦特油田、墨西哥湾的雷萨诺油田和东德克萨斯油田，主要气田包括波斯湾地区的北方-南帕尔斯气田、西西伯利亚盆地的乌连戈伊气田、麦德维热气田和奥伦堡凝析气田、北海地区的格罗宁根气田等。

3.国内主要的含油气盆地和其中的大油气田的基本概况和石油地质特征

这些含油气盆地包括东部的松辽盆地和渤海湾盆地、中部的鄂尔多斯盆地和四川盆地及西部的准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地，还有海域的南海等盆地。其中的主要油气田介绍大庆油田、胜利油田、新疆油田、塔里木油田、长庆油田、四川油田、青海油田等。

在旧的教学内容中，会突出重点，对具有相似构造和地质特征的盆地类型选出具有代表性的进行重点讲解，其他相似的盆地可让学生课后自己学习，这样可以节约时间安排给新设定的教学内容。同时，在讲述国内的盆地时，把中国最近几年发现的重要油气田给大家做一个介绍，包括在渤海湾滩海地区发现储量规模达十亿吨的浅层整装大油田—冀东南堡油田，川东北地区发现的迄今为止国内规模最大、丰度最高的特大型整装海相气田—普光气田，国内最大规模的岩性气田—鄂尔多斯盆地苏里格气田等。

二、开发新的教学内容

1.新的勘探形势

旧的教学体系虽然在教学内容和信息上有不断更新和改进，但还难以与时俱进地跟上当今社会油气能源工业发展的步伐，必须在新的能源勘探形势下，发展新的教学内容，建立新的教学体系。旧的教学内容与能源新形势的不完全匹配主要表现在旧的教学内容基本是按传统的油气资源勘探形势设置的，而传统的或以前的油气资源勘探形势主要表现在对常规油气资源的勘探，这些常规油气资源主要包括构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏等，油气藏的分布主要是中浅层，油层深度在3000m以内占大多数。岩性主要为砂岩，碳酸盐岩次之。以孔隙度10%～30%为主，渗透率以（10～100）×10-3um2为多，但高渗透率与低渗透率分布相对均匀。原油相对密度以0.75～0.85g/ml为主，特轻或特重较少。非常规油气资源如页岩气和盆地深层的致密砂岩气在传统的油气资源勘探形势中不占重要地位，相应的旧的教学内容内容也鲜有涉及。

在新的形势下，由于不断攀升的能源需求和日益增大的能源压力，让非常规能源受到越来越多的重视。以页岩气为例，北美大陆近几年在页岩气这一勘探领域的勃勃生机，让天然气家族中这一新成员在本次会议上备受关注，以页岩气为主的非常规能源被视为美国能源之未来。由于不断攀升的能源需求和日益增大的能源压力，让页岩气这一非常规能源受到越来越多的重视。

美国对页岩气的勘探开发走在世界的前列，是目前页岩气大规模商业开发取得成功的唯一国家。1976年，美国能源部开始关注东部页岩气，就Antrim页岩、Ohio页岩、New A lbany页岩、Barnett页岩和Lew is页岩等五大页岩气系统开展了针对页岩气地质、地球化学和石油工程的研究[2]。加拿大紧随其后，近年来也开展了页岩气的勘探及实验研究，对泥盆系、石炭系和侏罗系页岩气的勘探潜力进行了评估[3-4]。

中国目前也在不断借鉴北美页岩气的勘探成功经验，尝试在页岩气勘探方面取得突破，以缓解中国目前日趋紧张的能源供求形势。中国在2005年对页岩气前期调研，2006年与美国新田石油公司成立联合研究项目组，开展了威远气田页岩气联合评价。2007年对中国页岩气资源评价与有利勘探领域优选，2008年进行页岩气关键技术重点实验室建设及钻探长芯1资料井并对威远气田页岩段系统取岩心。2009年和挪威石油、埃克森美孚联合研究，2011年国家科技部专门“973”立项“中国南方古生界页岩气赋存富集机理和资源潜力评价”，足以显示当前和今后中国政府对页岩气这一非常规油气资源的高度重视。

2.新的教学内容

增加的非常规油气资源内容主要包括三个方面内容：页岩气、致密气和深盆隐蔽性油气藏。

（1）页岩气形成与分布。在页岩气方面，主要以目前美国最主要的和勘探成功的含气页岩为例，包括Barnett页岩、Haynesville/Bossier页岩、Antrim页岩、Fayetteville页岩、Marcellus页岩、New Albany页岩、Woodford页岩，介绍页岩气的分布、特征、成藏规律及勘探、开发技术。开设以下内容：①页岩气概念、分布和勘探进展；②页岩气地质及富集特征；③页岩气评价方法和资源潜力；④页岩气勘探和开发技术。将中国目前有资源潜力的页岩如四川盆地筇竹寺组页岩和美国主要含气页岩地质特征进行类比分析，介绍中国目前的主要页岩特征和资源潜力。

（2）致密砂岩气形成与分布。致密砂岩气又称致密气（Tight gas)，通常是指低渗透-特低渗透砂岩储层中，无自然产能，需通过大规模压裂或特殊采气工艺技术才能产出具有经济价值的天然气，致密砂岩气藏多分布在盆地中心或盆地构造的深部，呈大面积连续分布，故又称为深盆气藏、连续分布型气藏。

自20世纪70年代以来，全球已发现或推测发育致密气的盆地达到70余个，资源量约210万亿m3，2008年产量达到4320亿m3，占世界天然气总产量的1/7，已成为天然气勘探开发的重要领域。开设以下内容：①致密气概念和内涵；②致密气分布和勘探进展；③致密气藏储层评价；④致密气藏类型和特征；⑤致密气藏勘探实例分析；⑥国内外致密砂岩气展望。

（3）其他非常规能源形式。其他非常规能源还有天然气水合物、油砂等。以天然气水合物为例，天然气水合物因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。

“谁掌握天然气水合物的开采技术，谁就可以执21世纪世界能源之牛耳”。天然气水合物作为21世纪的替代能源是世界能源发展的大趋势。这不仅具有经济意义，而且具有政治意义。美国伍兹霍尔海洋研究所的一名科学家认为，天然气水合物的开发利用可能改变世界能源结构和对中东石油的重要性产生极大的影响。日本和印度在其领海中发现大量的天然气水合物的矿藏，具有重大的地缘政治意义。这两个国家已在大张旗鼓地研究开发和利用天然气水合物。在未来社会中，天然气水合物可能会成为一种重要的能源形式，因此这门课有必要让学生对这些内容有所了解。开设以下内容：①天然气水合物概念；②天然气水合物分布和勘探进展；③天然气水合物的资源潜力和勘探远景评价。

三、改进教学方法和教学手段

中外油气田这门课程是一门综合性很强的地质类课程，它与其他以介绍概念为主的地质类课程不同，这门课程重在拓展学生的知识面，开阔学生的视野，培养学生较强的综合分析能力，在教学方法上也同传统的灌输式会有所不同。加强和改进教学方法和教学手段主要表现在这以下几方面。

1.采用电化教学手段，提高教学效率

本课程教学内容丰富，教学信息量大，按照传统的黑板板书式抄写教学手段很难完成教学内容和取得良好教学效果，同时各盆地和油气田的讲解都是在其各类地质图件的地质基础上进行的，必须依赖目前先进的电化教学手段，才能较好地讲解课程内容，提高教学效率。主要以多媒体方式为主，配合实际的大幅彩色挂图，采用启发引导、灵活互动的教学方法。在充分发挥多媒体教学集成大量信息、效率高等优势的同时，以板书等传统课堂教学方式进行辅助，共同提高课堂教学效果。针对各盆地构造和油气分布特征，我们在教学中针对各相关盆地制作了大量彩色盆地构造和油气分布图像；针对各盆地地层的分布和生油层、储油层和封盖层的分布，我们制作了相应的地层综合柱状图，不同层系以不同的颜色标出；针对中国各主要含油气盆地，我们从各油田上拿到了最近的油气分布和勘探形式的大幅彩色挂图，给学生以感性认识, 这种彩色图画的美感可提高学生兴趣，同时可加强学生的理解和对相关信息的掌握。

2.教学与科研相结合，及时反映前沿油气勘探动态

作为该课程的主讲老师，我们一边在给学生传输该课程有关的知识，另一边又在进行着相关的油气勘探研究工作。我们的科研方向是油气地质和勘探，针对中国各主要盆地的油气勘探方面的问题进行研究，因此我们与中国一些主要油气田有着密切的合作关系，能及时了解各主要油田的勘探动态和前沿的勘探技术。譬如我们目前与新疆油田有一个援疆项目，主要是对准噶尔盆地东部地区新发现的克拉美丽石炭系火山岩油气藏的油气成藏机理与勘探实践进行研究，克拉美丽石炭系火山岩油气田是中国目前发现的最大的火山岩油气田，具有一些特殊的天然气分布规律和成藏机理。我们通过该项目的研究和对资料的掌握，能及时传授给学生有关火山岩油气藏这一重要非常规油气藏的形成与分布内容。

3.课内讨论与课后大作业相结合，提高学生研究生学习能力的培养

培养学生的综合分析能力是本课程的特色。根据该课程的特点，除了教师的主讲之外，还开展课堂讨论和课后大作业，以发挥学生的主观能动性，充分调动学生主动学习的积极性，培养学生的科研兴趣、科学思维的能力，将素质教育融入教学之中。我们会让学生分成几个小组，启发学生思考一些问题，如融合所学知识， 围绕教学大纲和课堂教学内容的要求，讨论一下中国西部准噶尔盆地为代表的前陆盆地油气分布规律和油气富集特征，中国东部以渤海湾盆地为代表的裂陷盆地油气分布规律和油气富集特征，两种不同类型盆地油气分布特征的差异。由于老师传授的知识是针对各个盆地进行的，这些问题就需要学生把老师讲授的东西串起来，进行综合分析对比，找出它们的异同点。因此通过这些课堂专题讨论，培养了学生的综合分析能力和独立思考的习惯，同时也锻炼学生口头表述能力和思辨能力，培养了学生主动参与教学的积极性。

在课后布置一些课内知识延伸的大作业，以培养学生的自学能力。如介绍页岩气时，让学生知道目前国外页岩气成功的勘探主要是海相页岩，在中国塔里木盆地和南方古生界发育大面积海相页岩，同时在中国东部中、新生代盆地中发育湖相页岩，让学生课后分析湖相页岩气形成、富集和海相页岩气形成、富集的差异。通过这些课后大作业，将学科中的某些前沿和存在的基本问题介绍给学生， 安排学生自学和独立思考，培养学生自主学习能力和学生独立思考问题的能力， 保持教学内容新颖性和实践性。在考核方式上的改革和考试内容上加大主观题的比例，注重试题的应用性、灵活性和综合性，考核结果上加大平时成绩的比例，以充分调动平时主动学习的积极性。

四、结论

“中外油气田”这门课程的教学改革与探索是在应对世界非常规油气能源形势的大发热潮下进行的。进一步加强“中外油气田”教学内容和课程体系的建设，改进教学方式，提高教学质量和水平，是油气勘探形势的需要，也是培养高层次复合型人才的需要。

[1] 甘克文.概论全球油气分布[J].石油科技论坛，2007，(30)，27-32.

[2] Curtis J B. Fractured shale gas system s [J]. AAPG Bulletin, 2002, 86 (11): 1921-1938.

[3] Ross D J K, Bustin R M. Characterizing the shale gas resource potential of Devonian-M ississippian strata in theWestern Canada sedimentary basin: App lication of an integrated formation evaluation[J].AAPG Bulletin, 2008, 92(1) : 87-125.

[4] Ross D J K,Bustin R M.The im portance of shale com position and pore structure upon gas storage potential of shale gas reservoirs [J]. M arine and Petroleum Geology, 2009, 26, 916–927.

Reform and Exp loration on the Course of Chinese and Foreign Oil and Gas Field

CHEN Zhong-hong
China University of Petroleum, Qingdao 266580, China

With the new trend for world oil and gas exploration, especially the surge of unconventional energy, the higher requirement was raised on petroleum geology courses setting and students training. As one of the comprehensive courses related to petroleum geology, the course of Chinese and foreign oil and gas f i eld needs to be reformed. As one of the major teachers on the course, the author inherited and developed the old teaching content and structure system of the course, setting up new teaching content related to unconventional oil and gas resources. At the same time, teaching methods were strengthened and improved: Using electronic teaching means to enhance teaching eff i ciency; combining the teaching and scientif i c research to ref l ect oil and gas exploration frontier in time; improving the students' learning ability through the discussion in class and project after class.

Chinese and foreign oil and gas f i eld; petroleum geology; teaching reform

G640

A

1006-9372 （2012）03-0033-05

2012-05-27。

陈中红，男，副教授，主要从事油气地质与勘探的教学和研究工作。