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浅谈中美《海洋油气开采工程》课程对比
日期:2017-07-28 12:01  点击:362
       随着陆上石油资源的锐减及开发难度的增大,海洋油气资源成为了油气勘探开发的新焦点,需要大量海洋油气工程方面的专业人才。海洋油气开采工程作为海洋油气工程模块中的重要内容,引起了国内外大部分开设石油工程专业高校的重视,近年来均开设并积极修正教学课程,以满足海洋石油工业的人才需求。

 中国石油大学(北京)于2001年建立海洋油气工程系,至今已形成了以海洋工程和海洋油气钻采工程为主要方向的本科生专业课程体系。海洋油气开采工程是海洋油气工程专业学生必修的专业主干课,是一门集地球科学、渗流力学、流体力学、化学、海洋工程等多种学科为一身的系统工程学科,对学生综合能力要求较高,学好这门课的知识,对于学生今后从事石油相关工作具有举足轻重的作用。学校非常重视这门课程的建设,并且积极鼓励教师开设双语甚至全英文课程,以满足人才日益国际化的需求。

  为了较好地开设海洋油气开采工程双语或全英文课程,对国内外开设的此课程相关内容进行充分调研十分必要,包括课程的教材、教学模式、课程知识点、实践或者实验课程等内容,找到各个高校课程的优势点,使授课教师在吸收和学习之后不断修正现有的课程大纲、教学内容和教学方式,使得学生既能掌握到基本的理论,促进教学相长,还能与工程实际相联系,达到理论与实际相结合的目的。

通过对比中国和美国大学采用的海洋油气开采工程课程教材,可以了解课程主要内容、侧重点以及对学生掌握能力的要求等。本文主要以中美典型石油专业院校的教材为例,按照授课内容进行对比,反映中美石油院校对学生修习该专业的不同要求。

    美国教材以Economides M.J.等(2013)作者出版的 《Petroleum Production Systems》一书为例,目前德州A&M大学石油工程系采用此教材,该书内容包括采油工程简介、非饱和油藏开采、两相流油藏开采、气藏开采、井周伤害和表皮系数、井流入动态曲线、油井管流、水力压裂、酸化压裂、出砂等,基本涵盖了采油工程的各个方面。该书的知识点划分细致,配有大量实际算例和演算过程,为初学者迅速了解采油工程原理以及解决简单设计问题奠定了坚实的基础。然而,由于该书主要面向陆上采油工程问题,海洋采油工程的一些原理和设备没有在书中涉及,若将此书作为海洋油气开采工程的教材,还需进行修正和补充。

    国内开设海洋油气开采工程或相关课程,采用了参考教材或者教师自编的讲义结合板书等参考内容,例如长江大学采用的《采油工程原理与设计》(张琪,2000),中国石油大学(北京)采用的《海洋油气开采原理与技术》(田冷, 2005)。为便于比较分析,将《Petroleum Production Systems》、《采油工程原理与设计》和《海洋油气开采原理与技术》三本教材的知识点覆盖进行列表。表1列举了这三种不同教材的知识点覆盖情况,通过对比发现,若要全面了解海洋油气开采原理与技术,不仅要掌握基本的油井流入动态、单相流和油气两相流原理、自喷和气举采油、典型的有杆泵和无杆泵采油方式,还需要针对海洋油气开采的特点了解海洋油气生产系统特别是水下生产系统、油气水处理与集输等知识。因此,结合这几本典型教材的知识点,可以做到知识的查漏补缺,从而实现授课时有的放矢。

对比国内外典型石油院校的情况,海洋油气开采工程或相关课程的主要授课方式有:课堂讲授、实验课程以及模拟实践课程等。

德州A&M大学石油工程系开设的采油工程课程,课程名为“Petroleum Production Systems”,大纲明确规定了教材(Economides et al., 2013)以及授课内容。实验课程每周安排170分钟的课时,可以看到对此课程实验部分非常重视。实验内容包括以下方面:井流入动态分析、钻井和完井工具、增产工艺(酸化或注水)、人工举升(气举、杆式泵、柱塞举升等)、出砂管理、流动保障、海洋开采地面设施等。

在德州奥斯汀和斯坦福大学,教师要求学生们首先要认真听课,同时在课余时间要求学生自主学习,并要求学生进行课程相关技术的口头展示,让学生在互相交流与学习中不断提升知识水平。 与此同时,对应的各种实验课也是这些美国大学所看重的,他们愿意安排更多的课时来让同学通过实践更好地吸收和转化自己的知识,像德州奥斯汀每周大约设置了3.4课时的实验课时,斯坦福每周设置了6课时的实验课时,这些实验课时相较于国内都要多很多。

国内典型石油院校开设的海洋油气开采工程基本都是以课堂授课为主,更多的在于教师在课堂上通过幻灯片和课本的方式将知识点灌输给学生,学生主要学习海洋油气工程所必需的基本理论,接受必要的海洋油气工程设计方法、施工管理方法和科学研究方法的基本训练,具有良好的科学素养,获得科学运算与科学实验、工程设计与施工等的理论技能,同时,辅之以一定课时的实验课程,像中国石油大学(华东)该课程总共设置8个学时的实验课时,中国石油大学(北京)则设置6个学时的实验课时,这些相比国外的实验课程课时要少很多,实验内容也相对浅显,主要也是使学生初步具备将所学到的专业知识运用来分析解决海洋油气工程实际问题、科学研究、组织管理的最基本能力,相比国外的实验课程要求较低,最主要的还是重视对理论基础的学习,这种授课方式能够使学生具有扎实的理论基础,但是,学生却处于被动地位,不利于学生学习主动性的发挥,虽然学习知识的量也很大,但更多的仅仅停留在理论操作和设备工作原理上,缺乏与实际的结合,使得学生往往能够应对考试,而在真正的生产实际中无法将知识熟练的运用出来。

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