采油化学课程在石油工程专业的教学探讨

【摘要】化学在采油工程中占有重要地位，其几乎涉及到采油过程的各个方面，采油化学课程的教学内容应结合采油工程方向教学和满足现场需要；教学方法应结合实际问题，采用多种教学方式，调动学生的积极性，融会贯通所学知识，主动参与用所学的化学知识解决采油工程问题，激发学生的学习兴趣，达到满意的教学效果。

【关键词】采油化学 采油工程 案例分析

【中圖分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）05-0247-02

《采油工程》课程是石油工程专业学生必修的专业核心课程之一[1-2]。采油工程系统的讲述原油在井筒中的流动规律，以及地下、地面的工艺技术和配套工艺技术。具体的内容有，油井流体流动规律，自喷采油、机械采油、增产改造、油田注水等知识点。这些知识点中除油井流动规律主要是与流体力学和物理结合紧密外，其余内容都会涉及到很多化学知识。但是石油工程本科学生在大学期间只学习了大学化学和物理化学，化学知识基础薄弱，不能满足后续学习的需要。所以形成了新的交叉学科采油化学。

采油化学的意义简单说来，是在一定的施工工艺中，通过正确选择合适的化学剂来提高、完善采油工艺技术，从而达到采出原油或提高采收率的目的。采油化学作为一个新的课程，是基于应用化学和采油工程两门学科，学生必须先行学习采油工程，后续在深入学习采油过程的而化学知识。因此该课程内容在广度和深度上不同于传统的应用化学，其教学还没有一个固定的模式。基于工程专业学习理科课程的特性，以及我校培养采油工程方向学生的目标和学生的特点，对采油化学课程的教学内容和方法进行了探讨。

一、联系专业实际，优化教学内容

1.内容上加强化学与采油工程的衔接

采油工程中，大部分内容都涉及到具体的化学问题。例如在压裂酸化一章，需要将大量的具有特殊功效的流体快速注入地层，采油工程学生在这一章节中只是获知了几种商业添加剂名称和作用，如增稠剂，粘土稳定剂、助排剂、交联剂等，但学生对这些添加剂的为什么会起到作用没有任何的概念，只能机械的记住老师讲授的内容，等学生走上工作岗位后，在现场遇到稠化剂增稠能力不足，返排效果不好，冻胶的粘度不够等问题时，作为现场技术人员无法解决这些问题。所以在采油化学教学中，将给学生讲解采油工程中的稠化剂的成分是什么，其加到水中后，如何与水作用，增加流体的粘度。助排剂是有多种表面活性剂组合在一起，降低岩石与水的表面张力，但学生没有表面活性剂的基本认识，无法弄清表面活性剂在增产改造中的作用。因此，对基础的聚合物、表面活性剂理论的补充，且与采油工程问题的衔接，有助于学生更加方便的理解增产改造问题的本质原理。在授课时，以采油问题为主线，以化学知识为辅助，以如何理解解决环境问题为目标，不断完善教学内容，提高教学质量。

2.内容上需要与时俱进

采油技术手段已经不是只靠机械采油就能解决。由于我国高丰度油资源大部分已经动用，现在开采的很大部分是低丰度，以及非常规资源。授课内容必须密切联系最新的采油技术。如连续油管在采油作业现场得到大规模的应用，这就涉及到与连续油管配套的化学添加剂的优化。连续油管由于管径小，所以要求添加的化学物质具有较好的降阻性能，因而需要在采油化学课程中给学生补充相应的长链聚合物的降阻原理知识。为了在内容上与时俱进，要求教师平时多关注最新的采油技术动向，弄清这些动向中的化学问题实质。即使将这些动向插入到教学内容中。

3.以科研促进教学

本科生专业基础薄弱，接触到的绝大部分知识是基础性的，这些知识都是通过多年的沉淀积累，总结，只需要学生记住，理解即可。这样学生缺少了主动发散思考的动力，严重影响到学生的创新能力。所以在授课过程中，适当的加入一些最新的科研成果、研究新动向，可极大的拓宽学生的知识面，拓展学生思路，从而激发学生的学习激情，将被动学习变为主动学习，利于培养学生的创新能力，解决问题能力。

采油化学这门课程采用化学手段解决采油过程的问题是根本目标，教师在讲授中，除了要让学生了解采油施工过程会面临的问题以及目前常用的化学药剂外，还要以当前化学添加剂的研发思路为出发点，给学生介绍最新的化学添加剂的研究动向、最新的现场应用。学生学习完采油化学后，可以为以后走上工作岗位利用所学知识参与解决现场问题出谋划策，也有利于学生深入的认识采油化学的基本原理，有助于学生科研兴趣的培养，为输送合格的研究生做准备。

二、提高教学效果，多样的教学方法

为了培养学生的发散思维，培养学生解决问题的能力，有效的课堂教学方法是实现这一目的的重要手段。提高学生的综合素质，在采油化学教学中要选择合适的教学方法和手段，合理科学的将教学内容与现代的教学手段相结合，提高课堂的教学效果[3]。

1.运用多媒体技术教学

将多媒体技术应用到课堂教学是适应信息时代的教学要求。采油化学以课堂教学为主，采用多媒体的授课方式。具体的方式有：多媒体教学课件，动画展示，录像教学片播放，使课堂教学更加形象，直观，生动，吸引学生的注意力，激发学生学习激情，同时让学生对知识点印象更深刻，提高教学效果。在采油化学课程中，将压裂酸化施工从实验室测试到原料进场、配制，施工以及施工结束后的处理以多媒体动画的形式展现出来；对注水流程，使用Flash动画，描述不同的水质在地层发生的不同化学反应，使学生直观地认识到各种化学添加剂的成分、性能以及作用效果。理解到化学在采油施工中的重要作用。

授课中充分利用多媒体带来的直观效果优势，但是也要注意多媒体信息量大，考虑学生的接受能力，播放内容太多，可能导致学生在课堂上有印象，走出教室知识点就模糊了。所以对于一些基础的原理部分，如表面活性剂基本知识，采用板书形式教学，同时注意讲解速度，给予学生思考时间，让学生能充分理解记住这些最基础的内容。

在讲课期间引入多样的教学方式，调动学生的积极性。如在讲解管道中的清防蜡问题，首先要让学生明白井筒中的蜡对油井生产带来的危害，结合图示让学生了解到蜡会让管道堵死，导致生产停顿，接着要讲解为什么蜡会在管道中沉积，会以Flash动画演示蜡在特定条件下的生长过程，然后描述防蜡剂对蜡生长的抑制过程，最后介绍防蜡剂的分子结构。为了巩固学生的知识点，会抽提出现场的一到两个问题，让学生分成小组通过查阅相关文献，理解问题的内涵，然后运用所学知识寻找出解决办法。然后在课堂上讲解自己的方法，有教师和学生一起点评。

2.理论与实践教学结合，以案例讨论采油工程问题

案例教学是使实际问题与课堂理论教学相结合的最有效的方法之一[4]。石油工程学生在校期间已经给自己定位为解决现场问题的工程师，采油化学纯粹的化学理论知识会让学生疲惫，无趣，通过增加采油工程的具体的案例分析，可以提高学生的学习积极性和学习热情。例如在学习页岩气的开采中的化学问题时，可以将美国开发页岩气的历程介绍，其中重点介绍开发页岩油使用的降阻水的由来，让学生知道降阻水来源于水中鱼的分泌物，可以有效激发学生兴趣。现在学生喜欢关注一些课本以外的问题，比如环保问题，所以在讲到页岩施工时將页岩压裂对环境污染问题，以开放讨论的形式，让学生从化学角度各抒己见，在认识清楚页岩压裂使用的各种化学添加剂的基础上发表自己的看法，然后以报告或讨论的形式，充分激发学生的学习兴趣和潜能。这样通过认识页岩压裂对环境的伤害影响，反过来让学生对页岩压裂需要的化学添加剂有充分的理解，既让学生掌握了知识，又发挥了想象力，提出了相应的解决办法。这种教学方法不仅拓宽了学生的知识面，还让学生产生了浓厚的学习兴趣。

三、结束语

总之，采油化学是采油工程教学体系中的重要支撑，其教学既不同于采油工程的工程学科教学，也有别于化学的理论教学，该课程属于工科课程的应用课程。所以在教学过程中，任课教师需要结合专业特点，紧密联系现场实际，要把理论教学与现场问题相结合，让学生能运用所学化学知识快速的解决采油工程问题，成长为一名合格的采油工程师。作为一门较新的专业课程，授课教师要在实践中不断总结完善教学方法。

参考文献：

[1]李颖川，采油工程[M]，石油工业出版社，2009，9.

[2]张雪梅、赵玉珍，《采油工程》课程教学方法初探[J]，科技信息，2013（7），335-336.

[3]吴荣新，地球化学课程在高校地质工程专业中的教学探讨[J]，黑龙江教育学院学报，2010，29：6-67.

[4]夏金虹、莫德清、李学军，环境工程专业无机化学教学改革初探[J]，高教论坛，2007，1：40-42.

作者简介：

王世彬（1976-），男， 副教授，化学博士，主要从事油气田开发研究。