油气藏开发地质学学科定位及教学内容体系建构

吴胜和，徐怀民，侯加根，徐樟有，岳大力

中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249

油气藏开发地质学学科定位及教学内容体系建构

吴胜和，徐怀民，侯加根，徐樟有，岳大力

中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249

本文论述了油气藏开发地质学的学科内涵、归属与教学内容体系。该学科为广义的石油地质学的一个分支，为一门研究油气田发现后至开发结束全过程中的地质问题的应用地质学科。研究对象为油气藏地质系统，包括静态系统（格架—储层—流体）和动态系统（油藏性质变化及剩余油分布）。该学科为地质与油气田开发的交叉学科，但核心为地质。学科的课程包括基础、核心、外延三大类的系列课程，其中核心课程为油矿地质学，教学内容以油气藏地质为主。

开发地质学；油矿地质学；油气藏地质

油气藏开发地质学是广义的石油地质学的一个分支。该学科起源于20世纪40年代油田注水开发对油藏内部非均质性研究的需求。随着油气田开发的不断深入以及其他学科的不断发展，开发地质工作也不断从宏观向微观，从定性向定量，从单一的地质学科向多学科协同综合的方向发展[1-8]。然而，迄今对开发地质学的学科归属、教学体系内容仍然未达成共识，从而影响着开发地质学的教学与科研。本文拟从开发地质学的学科内涵分析入手，阐述其学科归属及教学内容体系的建构。

一、学科内涵

现代石油工业从1859年（美国宾夕法尼亚州钻探第一口油井）算起已有150多年的历史，但开发地质学的出现相对较晚。在20世纪40年代以前，地质学家主要注重于石油勘探、油气田开发处于利用油田天然能量开采的阶段，地质学家发现油气田之后并不参与石油开采活动，而是交由石油工程师进行管理和开采。开发阶段的地质研究处于“笼而统之、大平均”的油藏概念水平，一张构造图、一张等厚图以及几个平均参数，即可满足开发需要[4]。20世纪40年代，油田开发开始采用污水回注的方法，即注水开发，从而给油田开发带来了一次历史性革命。由于油藏内部油层连续性、连通性、油藏参数的非均质性等对注水开发的效率具有很大的控制作用，使得人们逐渐认识到在注水开发中必须深入地研究油藏地质问题，并突破了“笼而统之、大平均”的传统地质工作方法，从而促使了开发地质学的产生和发展。这一学科的出现，以前苏联M Ф密尔钦克（1946）出版的《油矿地质学》和美国L W里偌（1949）出版的《地下地质学》为标志。1975年前苏联ΜИ马克西莫夫编写了《油田开发地质基础》，美国吐尔萨大学的P A迪基1979年正式出版了《石油开发地质学》，标志着开发地质学趋于成熟。20世纪80年代至今，由于进一步提高老油田采收率的需要以及现代高新技术的进步，使得开发地质研究向更深层次及定量化方向发展。

可以看出，油气藏开发地质学是按照油气勘探开发阶段地质研究任务划分的学科，是一门研究油气藏（田）开发过程中地质问题的应用地质学科。这一学科属于广义的石油地质学的一个分支。

广义的石油地质学可分为两大部分。其一，以油气形成与分布为核心，着重于油气田勘探，主要研究油气生成、运移、聚集（储集、封盖、保存）的机理和规律以及油气田勘探方法；其二，以油气藏表征与剩余油分布为核心，着重于油气田开发，主要研究油气藏内部非均质性形成机理与模式、地质因素对油气开发的控制作用、油气藏表征（描述、解释、预测）方法等。前者可称为石油勘探地质学，后者则为油气藏开发地质学[3-4]，或石油开发地质学，或油田开发地质学。

油气藏开发地质学的研究对象为油气藏地质体。按照系统论的观点，可将油气藏作为一个地下地质系统，并可分为开发前的静态油气藏系统和开发过程中的动态油气藏系统。静态油气藏系统由格架-储层-流体三大部分组成。其中，格架包括油层单元及其层面构造和断裂系统；储层包括储层构型、储层质量差异、储层裂缝与溶洞等；流体主要为油气藏内部的流体性质、分布、温度、压力、储量等。在开发过程中，地下流体发生运动，从而导致储层性质、流体性质与分布的动态变化，使得地下油气藏成为一个动态系统。上述系统中的开发地质特征，即油藏所具有的那些控制和影响油气开发过程，从而也影响所采取的开发措施的所有地质特征[4]，可简称为“格”（格架）、“储”（储层）、“流”（流体）、“动”（动态性质变化）、“油”（剩余油形成与分布），前三者称为静态地质特征，后二者可称为动态地质特征[8-9]。

开发地质研究的核心任务是表征油气藏开发地质特征，其基本工作程序包括单井解释和井间预测。单井解释主要是建立井孔一维柱状剖面，通过各种技术手段所取得的各种资料，转换为内容全面、精度高的各种开发地质属性，包括渗透层（如砂体）、有效储层、隔层的划分，产（含）油层、产（含）气层、产水层的判别，以及渗透率、孔隙度和流体饱和度的给出[4]。井间预测主要是对单井解释的开发地质特征在井间的分布进行预测，包括井间油层对比和井间油藏属性预测。在不同开发阶段，或者采取不同开发措施时，所要研究的开发地质特征有所不同，或内容增减，或侧重点不同，或描述尺度有别[4]，最终都要求建立定量刻画油藏展布和属性特征的三维地质模型。不同类型油藏，其开发地质特征有所不同。在油气藏开发的不同阶段，开发地质特征亦有不同的侧重[10]。与石油（勘探）地质学相比，开发地质学最大的特点是精细化、定量化、动态化，且随着开发的不断深入，这些特点表现得越来越明显[6,11-14]。

长期的油田开发实践表明，油气藏开发地质学对于经济有效地开发油田、提高油田最终采收率具有至关重要的作用。然而，长期以来，高等院校石油地质人才培养的重点是以勘探地质为主，而对开发地质重视不够。因此，加强开发地质学的教学体系研究，大力培养开发地质人才，对于石油工业的可持续发展具有重要的意义。

二、学科归属

在我国现有的学科分类中，油气藏开发地质学并没有作为一个独立的二级学科，相关高校根据其自身的特点将其归属于不同的一级、二级学科或其中一个研究方向。涉及的一级学科主要有两个，即地质资源与地质工程和石油与天然气工程。

地质资源与地质工程一级学科包括矿产普查与勘探、地球探测与信息技术、地质工程3个二级学科。部分高校将油气藏开发地质学归属于矿产普查与勘探二级学科，部分高校将油气藏开发地质学归属于地质工程二级学科。

石油与天然气工程一级学科包括油气井工程、油气田开发工程、油气储运工程等二级学科。部分高校将油气藏开发地质置于油气田开发工程二级学科内。

笔者认为，油气藏开发地质学虽然为地质和油气田开发的交叉学科，但其“根”在“地质”，培养的开发地质人才首先应具有扎实的地质功底，因此，将该学科置于地质资源与地质工程一级学科内更有利于人才培养和学术研究（与石油工程特别是油藏工程密切相关）。在该一级学科内，与油气藏开发地质学内涵最接近的现有二级学科为地质工程。在我校，油气田开发地质即归属于地质工程二级学科，相应地，油气田勘探地质归属于矿产普查与勘探二级学科，地球物理测井和地球物理勘探则归属于地球探测与信息技术二级学科。

三、教学内容体系建构

油气藏开发地质研究工作具有很强的综合性。作为一个应用学科（一个二级学科或研究方向），通过多学科交叉和综合可以有效地解决生产问题，具有很大的优势。然而，若将其作为一门课程，则需要慎重对待，关键是课程内容体系的安排。

迄今，以“开发地质”为名的教材较多，虽然均名为“开发地质学”，但内容体系有很大的差别，主要有三大类。

其一为基础地质、石油地质、油气田勘探、油气藏地质的综合，如黎文清等和刘吉余等编著的《油气田开发地质基础》[15-16]；其二为油气藏地质、油藏工程（开发设计、动态分析、方案调整）的综合，如夏位荣等编著的《油气田开发地质学》[17]、戴启德等编著的《油田开发地质学》[18]、张金亮等编著的《油田开发地质学》[19]等；其三为油藏工程为主，如谢丛姣等编著的《石油开发地质学》[20]。这些教材的授课对象主要为石油工程专业。

笔者认为，课程内容体系的安排需考虑专业培养计划中的课程体系。由于各学校、各专业的课程体系有差别，因而开发地质学的教学内容体系也有差别，这也是无可厚非的。

实际上，开发地质学作为一门学科（或石油地质专业的一个培养方向），涉及内容较广，其内容可分为基础、核心、外延三大部分，相应地有三大类的系列课程。基础课程系列包括地质基础类课程（普通地质学、造岩矿物学、岩浆岩与变质岩、古生物学、地史学、构造地质学、沉积岩石学、岩相古地理等），石油基础类课程（石油地质学、油层物理学等），探测方法类课程（地球物理测井、地震勘探原理等）。核心课程主要为“油矿地质学”，外延课程主要有“油气田勘探”、“油藏工程”等（图1）。对于石油工程专业而言，在专业培养计划中一般不会系统地安排这些课程，但为了让学生概要地了解与油气田开发相关的地质学知识，往往希望用一门或几门课程来讲教上述内容。然而，对于石油地质（资源勘查工程、地质工程）专业的开发地质人才培养而言，则要求学生系统掌握上述基础、核心和外延课程内容，因此，上述课程在（石油）地质专业培养方案中均为独立的单列课程。下面，以我校为例，介绍油气藏开发地质学核心课程的教学内容。

图1 开发地质学科教学内容体系（课程系列）简图

在我校，石油地质（地质工程）本科专业的开发地质学系列课程包含了上述基础、核心、外延三大类课程，其中，开发地质核心课程教学内容则体现在“油矿地质学”课程中[8]。“油矿地质学”课程内容体系包括两大部分，其一为钻采资料的录取与解释，其二为油气藏地质，后者为开发地质学的核心内容，主要包括以下8个部分。

（1）油层对比：在一个油气田范围的含油层段内部，确定多井之间各级次油层单元的等时对比关系，建立油气藏的等时地层格架。

（2）油气田地下构造：研究油气田范围内油层单元的构造起伏和断裂状况，侧重于应用井资料研究油气田地下构造的基本原理和方法，包括井下断层的识别、应用井资料编制构造剖面图和构造平面图等。

（3）油气储层：主要侧重于储层非均质性及其表征原理与方法，包括储层非均质性的概念与分类、储层分布特征及表征方法、储层质量差异及表征方法、储层裂缝及表征方法等。

（4）油气藏原始流体分布：侧重于圈闭内的油气充注机理、油水界面与油气水系统的分类，以及含油气范围、有效厚度和含油饱和度的确定方法及其差异分布的研究方法。

（5）油气藏压力与驱动类型：侧重于地层压力的分布规律及确定方法，以及地层中驱动油气流向井底以至采出地面的能量类型。

（6）油气储量：侧重于储量的分类、分级与评价，以及各种计算储量的方法。

（7）开发地质因素分析：从油气藏开发地质分类入手，分析影响各种类型油气藏开发效果的主要地质控制因素，并阐述不同开发方式（注水、注蒸汽和注聚）的地质影响因素，为开发方案的设计、实施和调整提供地质依据。

（8）油藏开发动态地质分析：研究油气开发过程中地下流体（油、气、水）的运动规律，剩余油形成机理、分布模式及研究方法，以及开发过程中油藏性质（储层与流体）的动态变化变化机理和规律。

上述8大方面即为地质专业本科学生所设置的开发地质学核心内容。在研究生阶段，为了使学生了解开发地质学的进展，我校还开设了“油气藏开发地质进展专题”，同时，学生可结合自身的特点修读相关的课程，包括高分辨率层序地层学、储层表征与建模、测井地质学、油藏地球物理、应力场分析与裂缝预测、地质统计学、剩余油形成与分布、油藏地质分析软件系统等。

四、结论与建议

油气藏开发地质学是一门研究油气田发现后至开发结束全过程中的地质问题的应用地质学科，是广义的石油地质学的一个分支，研究对象为油气藏地质系统，包括静态系统（格架-储层-流体）和动态系统（油藏性质变化及剩余油分布）。该学科的应用目标为油气田开发，但“根”在“地质”。从学科归属论，这一学科应归于地质学科，这有利于培养和锻炼学生从事开发地质研究所必需的地质功底。油气田开发地质学作为一门学科（或培养方向），其内容较广，涉及基础、核心、外延三大部分内容。

建议对于地质专业，开发地质培养方向的课程应包含基础、核心、外延三大类的系列课程，并可将“油矿地质学”（或“油气田地下地质学”）作为油气藏开发地质学的核心课程；对于石油工程及其他相关专业，为了让学生概要地了解与油气田开发相关的地质学知识，可以用一门课程来概述所有与开发地质相关的内容，但其课程名称应与开发地质学有所区别，如可称为“油气田开发地质概论”或“油气田开发地质基础”等。

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[20]谢丛姣，蔡尔范，关振良.石油开发地质学[M].武汉：中国地质大学出版社，2004.

Discipline Location and Course Content System of Hydrocarbon Reservoir Development Geology

WU Sheng-he, XU Huai-min, HOU Jia-gen, XU Zhang-you YUE Da-li
China University of Petroleum, Beijing 102249, China

This paper discussed discipline connotation, location and teaching contents of hydrocarbon reservoir development geology.This discipline is a branch of generalized petroleum geology, dealing with the geological problems during the development stage from new pool discovery to exploration depletion. The objects are reservoir geological system, including static one which consists of framework, reservoir and fluids, and dynamic one which consists of reservoir property’s change and remaining oil distribution.Though the joining of geology and oil field Development, the discipline’ s core is geology. A series of courses are needed for students to grasp the whole discipline knowledge, including basic courses, core courses and extension courses. The core course is oil field subsurface geology, focusing on hydrocarbon reservoir geology.

development geology; oil field subsurface geology; hydrocarbon reservoir geology

G642

A

1006-9372 （2012）01-0092-04

2011-12-10。

国家级精品课程建设项目；北京市校外人才培养基地建设项目；中国石油大学（北京）“教育质量与创新工程”项目。

吴胜和，男，教授，博士生导师，主要从事油气藏开发地质领域的教学和科研工作。