地震资料地质解释研讨性教学模式的构建与实践

尹志军徐怀民王英民 孙思敏 孙盼科

[摘 要]地震资料地质解释是国内外地质及石油高等院校地质工程、资源勘查工程等专业本科生必修的专业基础课程之一。基于课程特点和培养目标，通过教学内容的系统优化、教学方式的积极改革、实践环节的系统设置和考核方式的灵活调整，构建地震资料地质解释课程研讨性教学模式，这种教学模式在实践中取得了良好的教学效果。

[关键词]地震资料地质解释；课程体系；研讨性教学模式；资源勘查

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）03-0086-03

地震资料地质解释就是根据地震信息对地下地层的地质特征进行合理重构，如地层层序、构造及断裂系统、沉积体系及岩相组合、生储盖组合、流体分布、温压系统等，它几乎涵盖了油气成藏的各种地质要素和地质过程[1]。近年来，随着地震勘探分辨率的大幅提高和各种新的解释技术的不断涌现，地震资料进一步应用于储层构型、薄砂层平面分布探测、流体分布动态监测等油气藏开发地质的研究，为油田开发方案的部署、滚动扩边等提供了重要的地质基础。地震资料地质解释是从事现代油田勘探开发工程技术人员或科研人员必备的专业技能。地震资料地质解释一直是国内外地质及石油高等院校地质工程、资源勘查工程等专业本科生必修的专业基础课程之一。

地震资料地质解释这门课程具有重要性和实践性强的特点，这种特点决定了传统的照本宣科、满堂灌的填鸭式教育难以取得好的教学效果。研讨式教学是以解决问题为中心的教学方式，它在教学过程中强调教师的引导作用，充分发挥学生的主观能动性，以学生为主体，教师设计有启发性的问题，引导学生通过查阅文献、相互讨论，提出解决问题的方法，进而达到让学生熟练掌握基本技能的教学目的[2][3][4]。从2014年开始，笔者在我校《创新班、卓越班课程教学方法改革》项目的资助下，充分发挥我校创新班、卓越班小班教学的优势，系统地开展了地震资料地质解释课程研讨性教学方法的探索，包括教学内容的系统优化、教学方式的积极改革、实践环节的系统设置和考核方式的灵活调整等，初步构建了适应创新班、卓越班学生特点和授课模式的地震资料地质解释研讨性教学模式，在连续3个年级的课程教学中进行实践，取得了良好的教学效果。

一、课程教学内容体系的优化

地震资料地质解释课程是一门实践性非常强的专业技能课程，一般是在大学三年级开设。通过前期基础课程的学习，学生已经掌握了岩石、地层、构造、油藏等基本地质概念，初步积累了包括沉积模式、构造模式在内的各种地质知识。地震资料地质解释课程的教学目的，就是让学生掌握应用地震资料提供的各种信息对上述地质要素进行解释的基本方法，熟悉地震资料地质解释的基本流程，初步掌握利用地震资料开展含油气盆地分析、圈闭识别和油藏综合评价的基本技能。基于课程的特点和教学目标，我们对课程的教学内容进行了系统的梳理，将课程的教学内容依据地震资料所能解决的地质问题划分为3大基本教学模块，即地震层序解释模块、地震构造解释模块和地震沉积解释模块。

（一）地震层序解释模块

层序是指地下具有成因联系的一套地层单元，其顶底界面为不整合面或者整合面。地层层序是各种地质要素的载体。地震层序解释就是应用地震资料确定地下不同级别层序地层单元的空间展布，其核心是识别出各种层序单元的界面。在本模块教学内容的设计中，我们首先要帮助学生梳理地层层序界面的基本类型，如不整合面与整合面的地质意义，不整合面中角度不整合与平行不整合的区别，不整合界面上下地层的产状及其与界面的接触关系等，要让学生明白不整合面与整合面在地震层序解释中的重要意义。在此基础上，引入与地质界面对应的地震反射界面这个本模块最基本的概念，重点介绍地震反射界面基本类别（不整合面和整合面）、地震反射界面形成机制有哪些、地震反射界面的等时性等。在深入理解地震反射界面概念的基础上，安排本模块的核心内容，即各种地震反射界面的地震响应特征，包括地震反射同相轴的振幅、频率和连续性特征，界面上下地震反射的终止模式，如上超、下超、顶超、削蚀等，地震反射界面的剖面识别、追踪及空间闭合的基本方法，最后安排地震層序单元划分的原则、级别、步骤等教学内容，并通过编绘不同级别地震层序单元的时间等厚图尝试解释沉积中心的位置及沉积演化历史。以上各部分内容涵盖了地震层序解释的基本概念、基本原理和基本方法，知识性与技能性有机结合，为开展后续的地震构造和地震沉积解释奠定了坚实的基础。

（二）地震构造解释模块

构造是指地下地层在地应力的作用下发生变形变位而呈现的各种地质几何体。其中最重要的构造现象为不同类型的褶皱和各种断层，它们是构造油气藏形成的基本要素，是地震资料地质解释的核心内容之一。地震构造解释就是以地震资料为基本手段，识别包括褶皱和断裂在内的各种构造现象，具体内容包括构造的外部几何形态、规模大小、空间分布、构造的形成时间、构造期次与演变过程，以及构造圈闭的识别与综合评价等。本模块的教学内容可以分为三个层次，首先是应用地震资料解释构造的形态特征、规模大小和空间分布的基本方法，其次是确定构造的形成期次与演化的思路和主要步骤，最后是构造圈闭的成图及其有效性评价。本模块的教学内容核心是培养学生应用地震资料开展构造解释的基本技能，我们将教学内容细分为复杂构造形态的地震响应、断层的地震剖面和切片识别标志、典型构造样式的地震综合解释、圈闭综合评价及构造活动时期分析方法五个小专题，循序渐进，确保学生熟悉地震构造解释的基本流程，基本掌握地震构造解释的基本技能。

（三）地震沉积解释模块

地震沉积解释模块的教学内容安排在地震地层和地震构造解释之后。我们希望通过本模块内容的学习，能培养学生利用地震信息开展组成地层的岩相、沉积相和储层分布规律解释的基本技能。这是地震资料地质解释一个新的应用领域，在钻前生储盖预测、隐蔽油气藏识别等方面发挥着至关重要的作用。在进行课程教学内容的梳理过程中，我们依据教学大纲，确定本模块的核心是让学生掌握区域地震相解释技术，为更高层次的岩相和储层预测奠定基础。因此，课程的教学内容应从地震相概念入手，让学生明白地震相与沉积相的内在联系。教学的基本内容包括地震信息的类型及其地质地球物理意义，地震相标志的定义及其在沉积相解释中的意义，地震反射结构和外部几何形态的类型，地震相划分与编图基本流程，地震相向沉积相转换的思路、方法、原则和步骤等。综合技能的内容为典型沉积体的地震识别，包括冲积扇、扇三角洲、三角洲在内的各种扇体和碳酸岩沉积中生物礁的地震响应特征。扩展的内容是如何处理地震相分析过程中的多解性和各种陷阱，提高地震相解释的合理性和准确性。

以上三大模块构成了地震资料地质解释课堂教学内容的核心，体现了课程实践性强的基本特点。课程以解决实际地质问题为导向，三大模块教学内容涵盖了地震资料地质解释工业流程的主要环节，单一模块有自己的核心内容，模块之间的相互衔接，循序渐进，逐步深入，形成了完整的地震资料地质解释课程教学体系。

二、教学方式的改革

对于以概念、理论为主的专业基础课，课堂上教师讲解基本的概念、理论和方法，学生听课，做作好笔记，课程以学生对概念的理解、理论的把握和方法的熟练掌握为基本的教学目的。地震资料地质解释是一门偏重技能培养的课程，重点培养学生解决实际地质问题的能力，侧重知识的应用、流程的熟悉和问题的解决，实践性非常强，因此，有必要对传统的教学方式进行改革，以适应课程新的教学内容体系[5]。在课堂教学过程中，我们充分利用创新班、卓越班小班授课的条件，摒弃传统的填鸭式的授课方式，积极引入研讨性的教学方式，重点在授课方式、课堂讨论、案例分析等方面进行合理的改革。

在课堂上，我们把三大模块的教学内容细化为需要解决的具体地质问题，重点阐述该地质问题的地质意义，地震解释该问题需要应用到的地震信息及其相关原理，地震解释方法及其基本流程等。同时针对不同问题精心准备单项技能训练素材，引导学生设计最优的地震资料地质解释方案，让学生实际动手完成相应地质问题的解释，掌握地震资料地震解释的基本方法，切身体验并熟悉地震资料地质解释的基本流程，培养学生地震资料地质解释的基本技能。例如在进行地震层序解释的课堂教学中，我们准备了实际的地震剖面，让学生直观认识地震反射同相轴、波组和波系的基本特征，亲身感受这三种地震波组合在地震反射界面追踪和闭合中的作用，观察地震反射界面上下地震反射的基本特征，并在课堂上完成同相轴、波组和波系的追踪和解释。学生完成课堂作业后，当堂对学生的完成情况进行有针对性地点评，分析学生在实际案例解释中存在的问题，启发学生对案例不同的解释方案发表各自的意见，让学生在充分讨论的基础上达到熟练掌握地震资料地质解释技能的目的。

三、实践环节的设置

以技能培养为目标的课程实践环节尤为重要[6][7]。除了在课堂上采用案例启发式的研讨性教学以外，我们还精心设置了地震资料解释综合能力培养的实践环节——地震资料地质解释课程设计。该设计以我国西部某油田的三维地震资料为素材，选取21条地震测线，在为期两周的时间内，让学生应用课堂所学的知识和掌握的技能，开展该工区二叠系-白垩系地震资料地质解释的综合研究，包括地震标志层的识别和追踪、不整合面的判定和解释、断层的解释和闭合、主要标志层构造图的编制、剖面上主要地震相标志的确定、给定目的层区域地震相的分析等，把课堂讲授的三大模块教学内容有机地融合到该综合研究中，让学生在综合解决上述地质问题的基础上将课堂上掌握的各单项地震资料地质解释技能形成完整的配套技术，激发学生应用地震资料解决地质问题的专业兴趣。最后要求学生编写针对该工区地震资料地质解释的综合成果报告，报告中要体现课程设计的基本目的、应用资料情况，研究思路和技术流程，详细介绍地震地层、地震构造和地震相解释的基本方法、具体成果，各种地质现象的剖面和平面特征，综合地层层序、圈闭和沉积特征，预测研究区有利的油气聚集带，提出工区有利的勘探目标。最后，分小组要求学生就自己的成果在课堂进行交流，鼓励学生发表创新性的观点，提出新的地质解决方案，以达到培养学生文字表达和成果交流的能力。课程设计这一综合实践环节的锻炼，可以帮助学生加深对地震资料地质解释基本理论和方法的理解，让学生进一步熟悉地震资料地质解释的基本流程，能更加系统性地掌握地震资料地质解释的基本技能。

四、考核方式的调整

在课程研讨性教学模式的构建和实践过程中，我们对课程的考核方式进行了必要的调整，调整涉及考核过程、考核内容和评价标准等多个方面。我们采用多阶段过程控制的考核方式，平时成绩和期末考试成绩各占50%。平时成绩的依据是课堂内容知识的掌握程度、课堂练习完成的情况、实践环节地质问题解决方案的合理性、地质图件编制的规范性以及成果报告的学术性等多个方面，以学生的地震资料地质解释的能力为核心评价标准，基于课堂问题回答情况、专项练习完成情况、实践环节成果报告水平以及多媒体汇报能力等多方面形成学生的平时评定成绩。期末考试以实际地震剖面的地质解釋为考试内容，在给定的地震剖面上，要求学生开展给定参考点的地震反射界面的追踪，判别地震反射界面的类型及其地质意义，划分不同级次的地震地层单元，识别剖面上断点的准确位置，完成剖面上断层的解释及其组合，分析与断层伴生的各种褶皱，确定典型的地震相类型，合理推断沉积环境。考试的内容涵盖了课程教学体系中地震层序解释、地震构造解释和地震相解释三大模块的全部内容，既能考查学生对基本概念、基本方法和基本原理的掌握程度，又能评判学生地震资料地质解释能力的强弱。平时成绩与期末考试成绩并重，考查结果更加客观、更加公正，这种考核方式得到了学生的普遍认可。

五、结语

在构建地震资料地质解释研讨性教学模式过程中，我们紧紧围绕培养学生应用地震资料地质解释能力的教学目标，对教学内容进行了模块化的系统设计，形成了完善的地质资料地质解释教学内容体系。通过采用启发式、案例式研讨性教学方式，可以更好地帮助学生理解地震资料地质解释的基本概念，让学生熟悉地震资料地质解释的基本流程、掌握地震资料地质解释的基本技能；实践环节的设置可以进一步培养学生地震资料地质解释的综合技能；基于课程的多阶段考核方式能够更好地反映学生对知识的掌握程度、地震资料解释技能的高低以及综合解决地质问题的能力，成绩的评定更加客观，这调动了学生学习的积极性。通过三年的摸索与实践，我们初步建立了适应课程特点的研讨性教学模式，在连续三个年级的教学中取得了良好的教学效果。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王永刚.地震资料综合解释方法[M].东营：中国石油大学出版社，2007：1-20.

[2] 王伟，于达，宫敬.研讨式教学在油气储运工程“多相流动”课程中的具体应用[J].石油教育，2016（2）：74-75.

[3] 梁运江，罗英，许广波，等.研讨式教学法在土壤学教学中的探索与实践[J].大学教育，2017（8）：41-43.

[4] 苗东利，雷佑安.研讨式教学在高校教学中的应用[J].大学教育，2013（1）：131-132.

[5] 吴胜和，徐怀民，吴欣松，等.“油矿地质学”课程建设与改革[J].中国地质教育，2010（1）：32-35.

[6] 朱红涛，陈开远，石万忠，等.层序、地震、地质综合解释“理-实一体化”实践教学模式的构建[J].中国地质教育，2010（1）：48-51.

[7] 刘建朝，薛春纪.实践教学是保证地学教育质量的关键[J].中国地质教育，2004（1）：24-25.

[责任编辑：陈 明]