“采油采气工程课程设计”教学改革与实践

焦国盈，裴苹汀，戚志林，徐春碧

“采油采气工程课程设计”教学改革与实践

焦国盈，裴苹汀，戚志林，徐春碧

针对学生人数多、组成复杂、学习积极性不高的特点，从课程设计的选题、课程设计的过程控制和考核方式三个方面对采油采气工程课程设计的教学进行了总结。引入了分段讲解的指导方式，比较了课程设计的教学效果。探讨了在转型时期提高课程设计教学效果的方法，有利于培养合格的石油工程工程师。

采气工程；采油工程；课程设计；教学改革；教学实践

“采油采气工程课程设计”是石油工程专业学生在学习“采油工程”、“钻井工程”、“油藏工程”和“采气工程”四大工程之后的一门非实验实践课。主要目的是通过课程设计，培养学生理论联系实际的设计思想，使学生得到油井采油方法选择、油井采油工艺设计、气井排水采气工艺方法选择以及排水采气工艺设计计算、油气井增产水井增注工艺设计（包括施工设备及入井材料的选择、施工参数的计算、工艺流程的编制等）等方面的综合训练，培养学生查阅专业文献、设计手册以及综合运用所学理论解决采油采气工程中所涉及的一般工程问题的能力，帮助学生巩固所学专业知识，深化和拓展知识面，使之受到一次较全面的设计训练，为后续的毕业设计和实际工程设计奠定基础。

采油采气工程课程设计是培养未来石油工程工程师的重要环节之一，使石油工程专业学生得到初步的工程训练。近年，随着高等教育由精英教育向大众教育的转变，我校年招生量已经增加到5700多人，在校生已经达到了18000多人，我院在校生也达到2800多人，但专职教师年均仅增加6人，师生比已经达到了43：1，石油工程专业的毕业生每年达到290多人，课程设计时人均指导学生数达到45人。同时，随着大学毕业生数量的逐年增加，原先不被看好的石油等艰苦行业已经变为热点行业，越来越多的石油子弟和地方学生通过高考或者中途转专业等各种途径进入石油工程专业，因此，我院的石油工程专业由普通本科、应用本科和大专升本科（简称专升本）三部分组成。应用本科和专升本的学生主要来自石油系统和学校驻地，本身基础比较差，由于不愁毕业后的就业问题，因此学习积极性不高，导致整体学习风气不是很好。在学生人数多、学习积极性不高的情况下，如何进行课程设计，指导教师面临着巨大的挑战：必须思考如何做怎样进行过程控制？如何进行客观的考核？通过三届课程设计的实践，笔者对采油采气工程课程设计的教学进行了探讨。

一、课程设计的选题

采油采气工程课程设计的内容必须与采油工程或者采气工程相关。内容可以是采油工艺（自喷、人工举升）设计、注水工艺设计、注气工艺设计、增产工艺设计、射孔工艺设计、完井工艺设计、气井排水采气工艺设计等等。题目可选自喷油井节点系统分析、机抽井参数设计、气举井气举参数设计、注水井注水参数设计、注气提高采收率施工设计、水力压裂施工设计、酸压工艺设计、基质酸化工艺设计、油气井射孔工艺设计、油气井完井方式设计、气井节点分析和气井排水工艺设计等。

采油采气课程设计的时间只有两周，选题时内容不能太多，大多数学生没有办法在两周内完成，得不到完整的工程设计训练［1,2］。但是，内容也不能太少，内容太少学生不需要花太多的时间就能完成，达不到课程设计训练的目的。同时，课程设计的内容也不应与毕业设计的内容重复，以扩展学生的知识面。

二、课程设计的过程控制

课程设计时首先由指导教师给学生下达设计任务，给出基础设计参数，讲解设计要求、主要设计计算过程和设计计算方法。然后，学生通过查有关文献资料、参考书，独立完成设计内容，编写设计报告。

笔者在课程设计选题时，已经就设计内容编写了相应的课程设计指导书。以前在指导课程设计时，在课程设计开始时就将指导书发给学生，学生参考指导书的计算模型和计算方法就可以完成课程设计任务。这种方式虽然学生轻松，指导教师工作量也小，但是课程设计效果不好。在口试时，大部分学生连设计模型或者计算公式中出现的符号都没有搞懂，更别说计算方法和设计思路。

针对上述指导方式的不足，在2007级进行课程设计时，对指导方式进行了改革。在课程设计时，按照进度安排，将设计内容分为几大部分，各部分规定具体的完成时间。在下达设计任务、讲解设计要求和时间安排后，讲解第一部分的设计模型和设计方法，然后学生按照指导教师的讲解开始第一部分的设计计算；以后按照进度安排讲解以后的部分内容，每部分内容讲解完后，让学生独立完成设计计算，直到完成所有设计内容。如笔者指导的“水力压裂工艺设计”，设计内容包括裂缝几何尺寸计算、支撑剂在缝中的运移和分布计算、裂缝导流能力计算、增产效果计算和施工参数计算五部分内容。根据时间安排，裂缝几何尺寸计算3天，支撑剂在缝中的运移和分布计算2天，裂缝导流能力计算、增产效果计算和施工参数计算各1天，总共8天完成所有设计计算内容。在课程设计第1天，讲解裂缝几何尺寸计算模型和计算方法，学生在接下来的2天完成裂缝几何尺寸部分的计算；在第4天上午讲解支撑剂在缝中的运移和分布的计算方法，学生在第4、5天完成这部分的计算；在接下来的3天时间里，每天上午讲解相应的计算方法，学生当天完成相应部分的设计计算；在课程设计的第9天，学生完成设计报告；最后一天则进行课程设计的考核。在课程设计过程中，指导教师每天上午在设计教室进行答疑，对共性问题，则进行集体讲解。这种方式的最大特点调动了学生的学习积极性，使学生牢固掌握设计方法和思路，同时也督促学生准时参加课程设计。

三、课程设计的考核

课程设计的考核内容包括出勤情况、设计报告和口试三部分。最终成绩分为优秀、良好、中等、及格和不及格五级。各小组的负责人在每天9点准时进行考勤。同时，指导教师不定期在上午集中讲解或者答疑前集中考勤。设计报告主要看是否完成设计任务、书写是否工整、设计结果是否合理。口试内容为计算方法、设计思路以及与设计任务相关的采油工程和采气工程知识。口试时指导教师向学生提出5个问题，根据回答情况给出口试成绩：如果全部答对所有问题，则口试成绩为优秀；答对4个问题，则口试成绩为良好；仅答对3个问题，口试成绩只能得中等；如果仅答对2个问题，则口试成绩为及格；答对1个问题或者答错所有问题，则口试成绩为不及格。课程设计成绩以口试成绩为基础，考虑设计报告和出勤情况确定。如果设计结果合理、报告书写工整且按时参加答疑，则将口试成绩提升一个等级作为课程设计最终成绩；如果设计结果不合理或者书写潦草且缺席次数多，则将口试成绩降低一个等级作为课程设计最终成绩。

四、教学效果对比

2006级石油工程专业采油采气工程课程设计采用老的指导方式，口试结果不是很理想。大部分同学没有搞懂水力压裂工艺设计的设计思路和设计方法，有些甚至没有搞懂计算模型中部分符号的意义，更不要说与设计任务相关的采油工程和采气工程教材的基本知识。

2007级课程设计采用新的指导方式，口试结果非常令人满意：20%的学生口试成绩为优秀，70%的学生口试时得到良好，仅有10%的学生得到中等的口试成绩，没有口试成绩为及格及以下的学生。绝大部分学生不但掌握了设计计算方法和设计计算模型，而且设计思路清清楚楚。同时，对采油工程和采气工程教材的相关知识也掌握得比较扎实。

[1]刘晓燕，刘立君，宫克勤.课程设计教学模式改革探讨[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2007（7-8）.

[2]马国光.论《油气集输》课程设计教改实践[J].石油高等教育，2000（2）.

G642.3

A

1673-1999（2011）09-0166-02

焦国盈（1976-），男，博士，重庆科技学院（重庆401331）石油与天然气工程学院副教授，研究方向为油气井增产技术和油气井完井技术。

2011-03-02