整合科技与石油高等教育-以提升“油气田开发地质”教学方法为例

唐颖

西安石油大学石油工程学院 陕西 西安 710065

1 引言

“油气田开发地质”在石油高等教育中扮演着不可或缺的重要角色，作为石油工业的核心专业基础课，它为培养具有广泛综合能力的专业人才奠定了坚实的知识基础。然而，传统的油气田开发地质教学模式在满足当下和未来需求方面面临着一系列挑战。传统的油气田开发地质教学模式通常侧重于理论知识的传授，往往缺乏实践和应用方面的培养。这导致了学生在面对实际工作中的复杂地质问题时，缺乏必要的技能和实际经验。传统模式还未能充分满足当前科技与数据驱动的石油工业的需求。石油工业正经历着快速变革，面临着一系列挑战，包括油藏数字化、地质勘探的深水、极端环境条件下的开发、可持续能源生产等。这些挑战要求石油专业人才具备更高层次的技术和分析能力。为了应对传统教学模式的局限性以及石油工业的挑战，我们必须将科技与“油气田开发地质”教学有机结合起来。地学信息系统（GIS）和三维建模技术是在教学中广泛应用的科技工具，它们具有巨大的潜力，可以帮助学生更好地理解和应用地质知识。地学信息系统（GIS）的应用可以将地质数据可视化，帮助学生更好地理解地下结构和地质特征。同时，三维建模技术使学生能够在虚拟环境中进行实际的地质探索，培养实践经验。这两者的结合有助于培养学生为了迎接未来石油工业领域的新挑战所必需的能力。

2 传统“油气田开发地质”教学方法所具有的弊端

传统的《油气田开发地质》教学方法通常采用传统课堂教学，侧重于理论知识的传授[1]。教师通常会向学生讲解地质理论、地层构造、沉积相等基本概念，以及如何分析并预测地下静态、动态地质特征。这种教学方法重视基础理论知识的传授，尤其是关于油气田地质方面的知识。然而，这一方法存在的弊端是极其明显的。具体表现在以下3个方面。

（1） 忽视实际操作及应用

传统的教学方法常常忽视了实际操作和应用。学生通常被动地接受知识，而没有机会积极参与实际地质勘探和问题解决。这导致了学生在实际工作中面临课本中讲过问题后而不知道如何动手解决，因为他们缺乏实际操作经验。

（2）无法解决实际问题

传统教学方法未能培养学生解决实际复杂问题的能力。学生通常缺乏与真实地质挑战相关的实践经验，无法应对复杂的地质问题。此外，他们往往没有机会学习和掌握与石油工程领域相关的行业软件，这严重局限了学生在未来职场中的发展。

（3）不符合当下高级石油人才要求

传统教学方法未能满足当今石油工业领域对高级石油人才的需求。现代石油工业正经历着快速变革，需要具备更高级别技术和分析能力的石油专业人才。这些变化需要石油地质教育在培养学生时提供更多综合能力的机会，包括分析和解决问题的能力、创新思维能力、团队合作能力以及自主学习能力等。

为了解决传统教学方法的这些问题，我们引入了GIS技术和三维建模技术，以提供更多实践机会、培养实际操作能力，并增强学生的职业竞争力。通过这些新技术的应用，学生得以将地质理论与实际应用相结合，模拟并解决复杂的地质问题。此外，与斯伦贝谢的合作关系为学生提供了学习和掌握业界领先的储层建模工具Petrel软件的机会，使他们能够更好地应对未来的职业挑战。这种教育改革旨在满足学生的教育目标，使他们具备更多综合能力，为他们的终身发展和未来石油工业的需求奠定了坚实的基础。

3 地学信息系统GIS 在《油气田开发地质》教学上的应用

地学信息系统（GIS）是一种将地学信息数据与地理空间分析工具相结合的技术系统。它能系统、快速捕获、存储、管理、分析和展示地质数据，从而更好地理解地质数据之间的空间关系[2]。在我国大庆油田等其它油田，GIS技术被广泛的用于地质勘探与资源评价、油井和管道管理以及环境监测中。通过整合和分析地质、实时监测油井的运行状况以及空间数据的采集和分析，更准确地评估潜在的油气储量和优化勘探方案、提高油田的生产效率，更好地理解油田对周围环境的影响，有助于实施环境保护和可持续开发措施[3]。“油气田开发地质”这门课程的教学目的之一是培养学生应用基础地质知识分析和解决油气田开发地质问题的能力。我校与大庆油田、长庆油田等油田的签署了长期合作实践基地，提供了本科生生产实习的机会，在生产实习中，学生可以通过学习和操作GIS技术，可以将课堂理论与实际应用相结合。具体表现在以下三个方面。

（1）实时地质数据可视化

油气田开发地质教学的重要目标之一是培养学生在地质领域的实际应用能力。地学信息系统（GIS）技术为实现这一目标提供了有力支持。通过GIS，学生可以实时可视化地下地质结构、沉积相带以及储层特征等地质信息。以学生在大庆油田实习基地实践为例，学生可以使用GIS工具，通过实时地质数据可视化，学生可以掌握关于地下地质结构、沉积相带、储层特征、动态生产数据等重要知识，这将有助于他们更好地理解“油气田开发地质”课程中抽象、复杂的地质概念。

（2）地质图层创建

油田地质图件是地质工作中不可或缺的工具，因此其制作需要高水准的专业知识和规范。利用GIS技术，学生可以学习如何整合地质信息，绘制出符合规范和标准的专业地质图件。

在实验基地中，学生可以学习绘制各种类型的油田地质图件，包括油层构造顶面图、有效砂体等厚图、含油气饱和度等值线图等。这些图件在油气田开发地质中具有关键作用，因为通过这些地质图件，可以详细了解地下地质结构和储层特征。学生将学会如何使用GIS软件，整合各种地质数据，准确地绘制这些地质图件，确保其符合专业标准和规范。通过这个过程，学生将形成高水平的地质图件制作技能，同时将理论知识与实际操作有机结合。他们将学会如何有效地展示和传达地质信息，这对于油气田开发地质工作至关重要。这种综合性的教育方法将帮助学生更好地应对未来的职业挑战，确保他们具备了高质量的教育和实践背景。

（3）整合、管理海量地质数据

在“油气田开发地质”教学中，学生需要掌握地质数据的管理和整合技能，这在实际油气田开发中至关重要。通过GIS软件的使用，学生可以学习如何创建地质信息图层，将不同来源的地质数据整合到一个地图中。以大庆油田为例，学生可以创建包括录井数据、地震数据和岩石性质等多种地质信息的图层。这种操作培养了学生的地质数据管理和整合能力，使他们能够有效地处理大量数据，从而更好地应对复杂的地质问题。

4 三维建模技术在《油气田开发地质》教学上的应用

三维建模技术是一种强大的工具，利用该项技术可以创建地质模型，将地下地质结构以三维形式可视化呈现。这种技术模拟了复杂的地下地质特征，使学生能够在虚拟环境中进行实际的地质探索。通过三维建模，学生可以更直观地理解油气藏的地质特征和油气分布情况[4]。在油气田开发地质教学中，有一些软件工具被广泛应用于三维建模。其中，Petrel软件是一款备受推崇的储层建模工具，特别在石油工程领域广泛应用。Petrel软件提供了丰富的功能，可以用于创建油气藏地质模型、进行储层描述和模拟油气藏开发[5]。这一软件的广泛使用为学生提供了宝贵的机会，能够学习和实践与石油工程紧密相关的技术。我校与国际知名的石油服务公司斯伦贝谢（Schlumberger）建立了战略合作伙伴关系，这一合作关系具有极其重要的意义。斯伦贝谢不仅慷慨地向我校提供了Petrel软件，还为软件的维护与技术支持提供了大力支持。这一合作为学生提供了宝贵的资源和难得的机遇，使他们能够在受到专业指导和技术支持的情况下深入学习Petrel软件的操作。这个合作关系拓宽了学生的实践渠道，有助于他们更好地迎接未来石油工业领域的挑战[6]。

三维建模技术的应用在“油气田开发地质”教学中有多重益处，对提升教学质量起到了积极作用[7]。首先，通过三维建模，学生能够更深入地理解地质概念，包括地下地质结构、沉积相带、储层特征等。这使得地质理论更具体，更容易被学生理解和应用。其次，三维建模技术提供了互动性和实践性的学习环境[8]。学生可以在虚拟环境中进行实际的地质探索，模拟不同开发情境下的地质情况。这种实践性学习有助于学生将理论知识与实际应用相结合，培养了他们的实际操作能力。此外，引入Petrel软件和与斯伦贝谢的合作使学生能够学习和掌握业界领先的储层建模工具[9]。这不仅为他们提供了实际操作的机会，还增强了他们在石油工程领域的竞争力。学生可以在受到专业指导和技术支持的情况下深入学习Petrel软件的操作，掌握与石油工程相关的实际技能，为未来的就业做好了准备。

5 结语

（1）通过整合科技与石油高等教育，特别是将地学信息系统（GIS）和三维建模技术应用到《油气田开发地质》教学中，我们为学生提供了更全面、实践导向的教育体验。传统的教学方法在实际操作和综合能力培养方面存在明显的不足，而现代石油工业对石油专业人才的需求更加迫切，需要具备更高级别的技术和分析能力。GIS技术的应用使学生能够实时可视化地质数据，创建专业地质图件，管理和整合地质信息，培养了地质数据管理和整合技能。三维建模技术的运用则提供了实际操作和实践性学习的机会，帮助学生更深入地理解地质概念，模拟复杂的地质问题，同时引入Petrel软件和与斯伦贝谢的合作为学生提供了学习和掌握业界领先的储层建模工具的机会，增强了他们的职业竞争力[7]。

（2）科技与“油气田开发地质”教学的有机结合为学生提供了更广泛的实践机会，使他们能够更好地应对未来石油工业领域的新挑战。这种综合性的教育方法不仅满足了学生的教育目标，培养了他们的实际操作能力，还使他们具备了更多综合能力，包括分析和解决问题的能力、创新思维能力、团队合作能力以及自主学习能力等。这些能力将使他们更好地适应未来职业发展的需要，为石油工业的未来做出更大的贡献。教育改革的重要性在于不断适应社会和产业的发展，提供更高质量的教育，以培养更具竞争力的专业人才。未来的发展方向应该继续强化科技与教育的结合，不断更新教学方法，引入更多前沿技术，以满足学生的需求和产业的需求。为了更好地应对未来的挑战，我们建议继续加强与行业的合作，拓宽学生的实践渠道，提供更多实际操作和实践性学习的机会。只有不断创新和改进教育方法，才能为学生的终身发展和未来石油工业的繁荣做出更大的贡献。科技与石油高等教育的有机结合是迈向这个目标的重要一步，我们有信心将其推广和深化，为培养更多优秀的石油专业人才做出贡献。