气藏工程课程设计论文

一、课程设计的目的

“气藏工程”课程设计是石油工程专业继“石油地质”、“测井解释”、“石油经济学”、“油层物理”、“渗流力学”、“油藏工程”、“天然气工程”、“采油工程”、“数值模拟”等课程之后的一门专业课的课程设计，它是石油工程专业主干课程“天然气工程”、“油藏工程”的扩展和补充，也是石油天然气地质与石油工程各相关专业基础和专业课程的综合运用。其目的是巩固和深化所学课程的知识，通过课程设计，培养学生综合运用所学课程知识，以及生产实习所获得的实践知识，对特定的气藏，进行气藏工程设计，达到分析和解决工程实际问题的实践能力锻炼;培养学生严谨认真的科学态度和严谨求实的工作作风;通过这门课程设计，使学生学会比较全面和辩证地分析与处理实际的工程设计问题，同时逐步树立正确的设计思想;通过气藏工程设计，接受油气藏工程师的初步训练和工程意识的培养［6］。

二、课程设计的基本要求

“气藏工程”课程设计是石油工程专业的一门重要而又新的课程，该课程基本要求如下:(1)理论与实践相结合。由于学生平时所学知识都是分门别类和抽象的，与实际应用还相差甚远，如何把这些知识结合起来，并应用于生产实践，学生需要一个理论联系实际和锻炼工程能力的学习环节，课程设计便是实现这一目的的良好机会。(2)举一反三。世界上没有完全相同的两个气藏，因此，通过一次课程设计，不可能解决所有的工程问题;但是世界上也没有完全不同的两个气藏，每一个气藏工程设计都要经历类似的步骤和程序，气藏工程设计的方法和原理都是相通的，因此，任何一个气藏的工程设计都能让学生做到举一反三的训练。(3)宏观和整体把握。气藏是一个深埋地下而无法进行直接观察和描述的地质实体，人们所说的气藏都是根据各种间接资料所描绘出来的概念模型。资料有多寡，思路有不同，方法有迥异，因此，不同时间、不同人做出的气藏工程设计也必将有所不同，“气藏工程”的课程设计并不要求学生拘泥于局部的细节，而是要求学生对设计有一个宏观和整体把握。只要设计思路正确，设计最大限度地使用了现有资料，并灵活运用了所学理论和方法，设计就是一个好的设计，课程设计也就达到了预期的目的［6］。学生通过设计应获得以下几方面的知识和能力:(1)了解和掌握气藏工程方案编制与工程设计的目的、意义和作用。(2)了解和掌握工程方案编写与工程设计的基本内容、基本原理和基本方法。(3)基本掌握编写气藏工程方案与工程设计的基本原则、基本要求和编写规范。(4)完成一个具体气藏的“气藏工程方案编写与工程设计”基本过程实践训练。

三、课程设计内容的选择与规划

1.设计对象的选择。课程设计是一种新型的实践教学类型，设计前的一些理论教学或实验教学，其内容相对单一，而“气藏工程”课程设计更加注重的是理论与方法的综合，理论与实际研究工作的有机结合;其中要特别强调对学生进行主体性、系统性思考和解决实际问题的能力的培养以及创新意识和思维的培养;同时强调对日常工作规范与工程规范的考核等［2］。课程设计的目的之一是加强理论教学与油气田工作实际的结合，也就是要让学生将所学过和掌握的理论知识充分运用到油气田工作实践中来，因此我们在选择设计对象时应注意选择有代表性的气田，同时兼顾到实际设计时的可操作性和实施难度，另外留给学生一定的可发挥性或想象的空间。根据我们课程组教师长期与油田科研合作的经验与认识，选择了新疆THN三叠系凝析气藏作为课程设计的主要对象。该气田满足以下3个条件:(1)THN气藏是一个凝析气藏，构造相对简单，但又具有边水驱动，曾经是所属采油厂的重点油气藏，具有较强的代表性。(2)经过勘探与试采，已完钻了3口井，动静态资料相对比较丰富，而且这3口井分布于气藏的高、中、低部位，相邻的同一主力层系的气藏已有较长的生产历史，更有丰富的资料与经验可以借鉴。THN3井完钻时，已打开含水层，具有一定的水体动静态资料。因此选择THN气藏作为设计对象，有利于学生开展研究工作。(3)THN气藏还处于试采阶段，完钻的井只有3口探井与资料井，相对较少，气藏开采过程中可能会出现的问题或矛盾在现阶段还没有完全暴露出来，同时气藏具有边水，因此将该气藏作为设计对象，既可以保证具有一定的工作难度(例如设计过程中必须考虑凝析油和水体的影响，难度较大)，但同时也便于学生具体操作，和给学生留置了较大的主观能动性的发挥与想象空间。

2.设计内容的规划。“气藏工程”课程设计是石油工程专业主要专业课之一，是一门综合性与实用性较强的课程。因此课程设计内容必须体现教学重点与难点，重视将“石油地质”、“油层物理”、“天然气工程”、“油藏工程”等专业课的知识体系融入到工程实践中，强化工程设计基本能力的训练，达到综合训练目标———即资料的收集与整理，资料的认识与分析，资料的合理运用，开发方案的合理设计等。“气藏工程”课程设计的教学内容可以分为以下4个部分:(1)气藏评价，包括气藏基本地质特征、气藏构造及断裂特征、储层特征、气藏流体性质及渗流特征、气藏类型等气藏的主要地质特征分析，气藏的储量计算与评价，形成气藏的概念模型，分析气藏(井)的产能，进行初步开发可行性研究，为开发方案的编制提供依据。(2)气藏工程研究，这是课程设计的核心内容，主要包括气藏开发原则、开发方式的确定、开发层系的合理划分、气藏井网及井距的计算、合理采气速度的确定，以及开发井网的布署、气藏废弃压力及采收率的确定、开发方案的主要技术指标计算与预测等。(3)气藏开发方案经济评价，这部分相对而言可以做得比较简单一些，因为学时有限，以及石油工程专业的学生这方面的知识接受得较少。主要内容包括一些经济基本参数的测算、开发投资的效益测算等。(4)最优开发方案的推荐，主要结合经济评价结果，通过对气藏工程设计形成的几套开发方案进行综合对比评价，提出推荐方案。这部分最好是能进行气藏数值模拟，方能取得理想的效果。

四、课程设计的运作方式

课程设计一般采取老师集中与分散讲解、辅导与学生自己设计的方式进行运作，但主要以学生自行设计为主，以体现学生的自主性。设计安排有序进行，既有开发地质、油气藏工程方面研究的老师，也有经济、数值模拟等方面的老师，进行课堂与课后辅导答疑。在设计的第一天上午，主要是对学生分组，分批次地老师集中讲解交代设计的内容、可供参考的主要技术方法、思路，提供的资料剖析、设计进度安排以及设计过程中的要求及注意事项等。自此以后，每天上午轮流有老师在固定的教室集中辅导答疑，可以集体回答或讲解一些可供参考的技术方法与思路。每天下午则以学生自行设计为主，老师只是答疑解惑，如涉及到一些比较集中的大的问题，也可以临时安排集中讲解答疑。

五、成绩考核课程设计的成绩评定包括平时情况、撰写设计报告及考试三部分。

1.平时成绩的考核。因为学校专门为课程设计安排指定了固定的教室，因此原则上要求所有参加课程设计的学生每天到教室，指导老师可以对设计情况进行不固定时间的随机抽查与人员考勤考核。

2.设计报告的编写。课程设计的总体原则是:在教师的指导下，学生可以分组进行设计，也可以单独进行，但最后的报告编写必须独立完成。报告要求规范、整洁，内容必须完整，图表清晰规范。报告按老师指定的格式规范采用专用纸张进行编写。

3.考试。在课程设计的最后一天，进行笔答闭卷考试，考试内容主要涉及对此次课程设计过程中所提供的资料的理解情况，以及考核主要设计内容的设计方法与结果，还有就是有关课程设计的一些建议或收获。考试的目的主要是为了杜绝在做设计时不认真、敷衍行事，以及报告撰写时抄袭的情况。这样，只要学生自己相对独立地认真完成了课程设计内容，以及比较充分地理解了老师所提供的设计所用的参考、基础资料，那么通过考试应该是一件轻而易举的事。

4.成绩评定。根据学生提交的设计方案、设计图表、设计报告和考试试卷成绩，参考学生出勤情况、工作态度、文明作风等，综合加以评定。按优秀、良好、中等、及格和不及格五级计分。具体评分参考标准为:报告、试卷及平时成绩分别占总成绩的30%、60%和10%。其中每一大项还拟定了具体的评分细则与标准［5］。

六、课程设计过程中暴露出的问题及改进设想

1.设计过程中暴露出的问题。通过近几年对课程设计的指导，发现总体情况较好，但也还存在以下几个方面的问题:

(1)部分学生在一定程度上准备和重视程度不够。由于这门课一般安排在大学四年的最后半学期的刚开学时间段，后面紧接着将进行其它课程设计及毕业设计工作，所以时间较短，一般仅有2周的时间，因部分学生贪玩、或忙于考研或找工作，或平时在理论课学习过程中投入就不足，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或不清楚，遇到不清楚的概念或方法，大多就直接问在场的辅导老师，主动查阅教材或参考书、论文的较少，也就是一遇到问题就问。另外部分学生对设计不够重视，或不假思索，不自己动手，照抄照搬同学的报告或往年已经毕业同学的报告，结果考试时就露馅了。

(2)部分学生报告编写不够完整或采取的方法不正确。部分学生以时间紧为借口，编写的报告往往不完善，缺少一些基本的内容，例如相当部分学生报告中根本没有井网的布署内容，或没有设计出最终的完整开发方案，更不说几套方案了。还有部分学生在设计过程中采用的方法不正确，结果设计出错误的东西来，例如，照搬油藏开发的东西，对THN气藏设计出注水开发井网来了。又例如部分同学对THN中油组气藏地质资料等没有完全理解、分析，没有认真参照开发层系的划分原则，将THN中油组划分出了几套开发层系来。

(3)部分报告空话较多，缺乏较详细的分析。较普遍的问题在于，在报告编写过程中，比较缺乏有力的图、表佐证，或者有些同学在设计某个内容时画上一两幅图表就完事，不找出其特征和进行描述，不对其分析，从而导致写出的报告空话较多，无实质内容，或只是将课程设计指导书中提供的资料照抄过来即了事，缺乏自己的设计、设想，更谈不上创新了。

2.进一步完善课程设计的几点设想。针对上述在前几届设计过程中存在的问题，经过老师和学生的共同努力，为了面对和解决暴露出的问题，更进一步完善“气藏工程”课程设计，形成了以下几点设想:

(1)必须使学生重视课程设计。在进行课程设计时，尽量使学生充分认识到课程设计的重要性，必须使他们认识到课程设计不仅是为了检验学生对平时理论课教学中的基本理论、基本概念和方法的学习效果，更重要的是认识和分析基础资料，学会依据设计题目的要求，自己去筛选资料，学会查找资料，合理充分运用资料，提出自己的具体工作思路或研究方案，并付诸于实践，通过课程设计学会用学到的理论与方法解决面临的实际问题，从而实现理论与实践的有机结合，更为以后走向工作岗位奠定坚实基础。

(2)充分发挥学生的主体作用与主观能动性。在进行课程设计之前，所有学生已经进行过相关课程的理论学习，基本具备了开展“气藏工程”设计工作的条件;但由于学生平时所学知识都是分门别类的，比较抽象，这与实际应用可能还存在一定的差距，因此如何让学生把以前学习和掌握的知识结合起来，并充分应用于生产实践中来，这需要一个理论联系实际和工程能力锻炼的学习环节，“气藏工程”课程设计便是实现这一目的的良好机会。同时，课程设计的最大目的之一实际上就是对工程实践能力的锻炼和培养，也就是要培养学生综合运用所学知识解决生产或工程实际问题的能力。因此，课程设计应该充分调动和发挥学生的主体作用和主观能动性，调动学生设计的积极性与兴趣，这样方能取得较好的教学效果。因此，在课程设计的动员及准备阶段，教师将重点强调课程设计的重要性或意义、基础资料的合理运用及主要任务的布置，同时在设计的第一天下午主要是让学生熟悉资料，思考、讨论课程设计的一些基本思路、工作内容或目标。在正式开展课程设计时，每天下午可以安排一定的时间让一些学生代表总结上一天的工作，谈谈下一步具体设想，然后教师可对学生的设想进行归纳总结分析，再提出教师的具体意见和建议。在具体设计时，经常出现的一种状况就是，虽然有教师的讲解、辅导、答疑，但仍然有相当多的一部分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。为此，这就需要老师进行及时细致而又耐心的指导，因材施教，注意启发学生的主动思考，引导学生充分分析问题，通过自己思考或与同学的讨论、查资料的方式，尽量自己去找问题的解决途径或办法，实在解决不了的情况下，老师才告诉解决办法或答案。这样就能避免在设计时学生过于依赖教师而丧失发挥学生的主体作用。

(3)培养学生创新能力。“气藏工程“设计经历的步骤、程序和内容要求都大致类似或相同，一些方法和原理是相通的或者是可以借鉴的，但任何一个气藏的工程设计需尽量让学生达到举一反三的训练目的。实际上课程设计本身就是一个创新的过程，同时考虑到一些气藏工程方法本身就存在多解性或不确定性，所以为了充分调动学生主观能动性，发挥学生的想象力和创造力，在设计中我们尽可能让学生发表自己不同的见解和想法，即使是不可思议甚至错误的都没关系，如果给学生“框死了”，就会使得一些学生照搬照抄，其设计或描述可能就会千篇一律。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、耐心解释和纠正。

(4)注意宏观和整体的把握以及方法和过程的注重。一般地，“气藏工程”设计的基础资料比较多，教材与参考资料上可供利用的方法也比较多，但学生之间肯定是存在个体差异的，照理说，每个学生进行设计的思路或方法也应该有所不同，因此“气藏工程”的课程设计并不要求每个学生拘泥于局部的细节，只要把握住了宏观与整体即可，所以在设计指导书中，我们主要提供的只是一个参考的提纲和一些参考书目与资料的推荐。我们往往看重的是学生探究实际问题的方法和过程，因为有时候，方法和过程比结果更重要。只有这样，学生的综合能力才能在研究和实践活动的过程中得到培养和提高。

七、结束语

“气藏工程”课程设计作为石油工程课程设计的课程内容之一，它与其它课程设计的目的意义都基本相同，都是让学生如何从被动学习转变到主动学习，从单一学习到综合设计或系统工程设计的一个转折培养锻炼，是石油高等院校培养创新型、实用型及复合型人才的需要。因此，如何进一步提高“气藏工程”课程设计的教学效果还值得我们继续深入研究和探讨。本文只是对如何搞好“气藏工程”课程设计教学发表了几点浅薄的看法，希望能起到抛砖引玉的作用。

作者：黄全华工作单位：西南石油大学石油工程学院