石油高校勘查技术与工程非地震勘探类课程设置研究

马继涛 唐跟阳

[摘 要] 地震勘探一直是石油勘探中的主流勘探方法。在石油高校勘查技术与工程地球物理勘探方向的教学过程中，地震勘探一直是教学的重点。相对而言，非地震勘探由于只在石油勘探的初期有一定的应用，一般不是石油高校的专业课教学的重点。对石油高校勘查专业非地震勘探类课程的设置进行了调研，结果表明，在石油高校非地震勘探在专业课程中所占的比例较低。但目前，非地震勘探仪器精度有了较大的提高，其在工程地质类行业的应用也逐渐增多。在目前国际石油市场动荡的情况下，石油高校应增加对非地震勘探类课程的重视，多开设相关课程，以拓宽学生的就业渠道，是很有必要的。

[关键词]石油高校;勘查;非地震勘探课程;教学调研

[基金项目] 2018年度中国石油大学（北京）本科教学改革项目“‘重磁电勘探原理全英文课程建设”（XM10720180438）

[作者简介] 马继涛（1983—），男，山东聊城人，博士，中国石油大学（北京）地球物理学院物探系副教授，硕士生导师，2009年7月获中国石油大学（北京）地质资源与地质工程博士学位，并留校从事科研和教学工作至今，主要从事地球物理勘探方面的研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）08-0112-04   [收稿日期] 2020-08-11

一、勘查专业非地震勘探课程设置背景

勘查技术与工程专业旨在培养具有扎实的数学、物理学、化学、地质学、地球物理学、信息科学等学科的基础知识，重点掌握地震法、电与电磁法、重力法、磁法、测井、化探、遥感地质等方面的专业知识，能够根据不同勘查目的的需要进行数据的采集、室内处理、地质解释及信息服务，能在工程建设、资源和能源勘探、环境评价以及地质减灾防灾等领域从事相关勘查工程技术方法和设备的研发、信息服务、管理及教学的高级勘查工程技术人才[1]。目前全国有40余家高校设有该专业，包括中国地质大学、中国石油大学、吉林大学、中国海洋大学等。

由该专业的培养目标可以看出，勘查专业在基础课设置上，重视数学、物理、地质和计算机等方面的课程。在专业课设置上，根据各自学校的特色，分别重视地震、重磁电、测井、化探和遥感等方面的课程。如一般的地质或理工类院校设置的勘查技术与工程专业，地震与重磁电类课程设置的课时量相对均衡，主要是侧重研究地球物理勘探在水文地质、金属和非金属矿勘探、工程地质等方面的应用;而对石油高校而言，根据培养方向可以分为地球物理勘探和地球物理测井两个方向。我们所探讨的非地震勘探类课程设置，是针对地球物理勘探这个培养方向进行讨论的。

地球物理勘探简称物探，该方法通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等。由于组成地壳的岩石及介质在密度、弹性、导电性、磁性、放射性以及导热性等方面存在一定的差异，而这些差异会引起相应的地球物理场的局部变化。通过测量这些物理场的分布和变化特征，结合已知地质资料进行分析研究，就可以推断地质性质和产状。地球物理勘探的主要手段有四种，即基于密度差异的重力勘探、基于磁性差异的磁法勘探、基于电性差异的电法勘探和基于波阻抗差异的地震勘探技术。重力勘探通过观测不同岩石引起的重力差异来了解地下地层的岩性和起伏状态，应用重力勘探可以确定沉积盆地的大致范围;磁法勘探通过观测不同岩石的磁性差异了解地下的岩石情况，应用磁法勘探可以确定地下磁性地质体的范围，确定其性质;电法勘探通过观测不同岩石的导电性差异了解地下岩石情况，在石油勘探中，应用电法勘探可以确定与油气有关的沉积岩的位置。其中重磁电三种勘探手段被统称为非地震勘探。在仪器和技术水平不高的时代，非地震勘探技术的主要应用是对区域进行普查，其勘探周期短，具有一定的精度，是新區勘探时的一种快捷经济的技术方法。但对于我国的油气勘探而言，一些大的构造基本都已勘探完毕，现在一般是在复杂构造区域，或精细构造区找油气;相对而言，非地震技术得到的结果分辨率较低，无法满足高精度油气勘探的需求，因此原来油气勘探首选的手段仍是地震勘探。

自20世纪90年代以来，由于计算机和数据处理技术的进步，非地震勘探技术发展迅速，其应用从油气田的普查逐步扩大到详查和精细测量。而由于其成本低、效率高，在油气田勘探中发挥着越来越不可替代的作用。目前非地震勘探除了进行区域普查之外，还可以对无法进行地震勘探的复杂地表区域、地震勘探效果差的复杂地质构造区域进行勘探，起到了一定的镶补和替代作用，在开发过程中，还可以对储层油气藏开发状态进行监测。非地震勘探的技术很多，可以在不同的地质条件下应用，随着技术水平的进步，非地震技术也在逐步完善发展，和地震勘探一起推动油气勘探开发行业的进步。

二、非地震勘探课程设置现状及相关分析

（一）国内非石油高校勘查专业非地震勘探课程设置

国内与勘查专业相关的非石油高校，在本文中是指学校的名称中从未出现过“石油”二字的院校，如吉林大学、中国地质大学等。这类高校在勘查专业学生的培养方面，更注重地球物理勘探方法的全面培养，即重力、磁法、电法、地震方面的课程均有开设，包括方法原理、数据的处理和解释、方法的前沿等，且各方法开设的学分和课时相差不大。如中国地质大学的勘查技术与工程专业学生培养方案中，重磁电（甚至包括地热）方面的课程设置有14门（包括选修课），共计22学分[2]，课程设置相对一般石油高校而言要丰富。究其原因，一方面，此类院校科研和就业单位领域较广，除油气勘探领域外，在矿产资源勘探与开发、城市地下空间探测及水文、电力、交通等方面均有涉及;另一方面，此类院校的师资相对石油高校而言更加丰富，做非地震勘探方向研究和教学的教师较多，因此可以开设更多、更丰富的非地震勘探类课程，如除了重磁电勘探方法的原理之外，还可以开设重磁勘探新方法新技术、大地电磁测深、瞬变电磁和探地雷达等方法具体深入介绍的课程。相对而言，石油高校教师更多的是在地震勘探方面展开相关的研究工作，从事非地震勘探方面研究和教学的教师较少。

（二）石油高校勘查专业非地震勘探课程设置

石油高校是指学校名称中出现过“石油”二字的院校，如现在的长江大学（江汉石油学院）、东北石油大学、中国石油大学等。本文以中国石油大学（北京）2019级勘查技术与工程地球物理勘探方向的培养方案为例，介绍勘查专业非地震勘探课程设置相关情况。

在勘查专业的基础课程中，数学类课程如高等数学、线性代数、复变函数与积分变换、概率论与数理统计等（包括必修和选修课程），共计33.5学分，占所修学分总比重比例为33.5%;物理类课程如大学物理、电磁场论等课程，共计18.5学分，占所修学分比重为11.2%;计算机类课程如C语言程序设计、数据结构、机器学习等，共计19.5学分，占所修学分比重为11.8%。在专业课课程设置方面，地质与地球物理类课程共计83.5学分，占所修学分总比重为50.6%。

由于非地震勘探在油气勘探过程中应用较少，在专业课程设置上，地震类的课程仍占有非常大的比重。其中地震相关的课程有17门，包括弹性波动力学、地震勘探原理、地震数据的处理与解释等，共计31学分，占专业课课程的比重为37.1%。而非地震勘探课程，由于其包括了重磁电三种方法，在课程设置上，将重力和磁法勘探合并为重磁勘探原理一门课程（2学分32学时），将电法单独设置为电法勘探原理（2学分32学时），另外设置一门数据处理和解释的课程重磁电数据处理与解释（3学分48学时）;在课程实习上，设置有重磁电综合实验与野外实习课程（2学分），增加学生对方法原理与野外数据采集的相关认知;专业选修课中，并未开设非地震类相关的课程。总体来看，非地震类课程占专业课程的比例为10.8%，远低于地震类课程的比例。

在师资方面，目前中国石油大学（北京）专门从事非地震研究与应用的仅有1人，从事非地震勘探相关教学的教师有2人。因此非地震勘探课程的教学在师资方面十分欠缺，这也是勘查专业地球物理勘探方向只有地震方向的选修课，而没有非地震选修课程的原因之一。在实习设备方面，中国石油大学（北京）现有弹簧重力仪1台，质子旋进式磁力仪2台，高密度电法仪1套，探地雷达仪器1套;借助学校新进教师必须参加至少2周实习的要求，非地震方向实习教师队伍配置较为齐全，但带队教师在相关基础知识方面仍需加强。在野外实习方面，由于设备台套数不多，更多的是让学生对仪器进行了解和认知。近两年来，通过增加实习时间、学生分组等措施一定程度上解决了上述问题。但在实际数据采集时，由于地下介质情况未知，采集得到的数据没有太大的现实意义。

经过调研，其他石油高校，如东北石油大学，长江大学等开设的非地震勘探类课程学分和学时和中国石油大学（北京）大致相当，有的甚至要比中国石油大学（北京）还要少。随着如今油价的振荡，石油行业的不稳定性增加，石油行业在慢慢走向低谷。非地震勘探在城市工程、环境、水文地质等领域的应用也受到越来越多的重视;因此，必须要重视非地震地球物理勘探方法的教学工作，增强学生的认知，拓宽学生的就业渠道。

三、对石油高校非地震勘探课程设置的认识及建议

一方面，与地震勘探相比，非地震勘探成本低、效率高。近些年来，随着新仪器的开发与应用，非地震勘探技术得到了快速发展，非地震勘探的精度有了很大的提高;计算机硬件的发展和处理技术的进步，也促进了非地震勘探技术在油气勘探中的应用。另一方面，在国际石油动荡的大环境下，石油行业存在不稳定性，而非地震勘探技术，由于其广泛的应用领域，可以大大拓宽勘查专业学生的就业渠道，因此非地震勘探课程的教学与实训应受到越来越多的重视。笔者对目前石油高校非地震勘探课程的设置有如下建议。

（一）加强师资建设，建立非地震勘探课程师资队伍，逐步提高教学水平

教学是学校的中心工作，教师队伍是完成教学工作的基本保证。为更好地进行非地震类课程的教学和实习工作，需要吸引更多的教师从事非地震勘探方面的研究和教学。目前中国石油大学（北京）新进教师必须从事至少2周实习的规定，一定程度上为吸引教师从事非地震勘探方向的教学工作奠定了基础;另一方面，高校越来越重视教学，教学工作在年底考核、绩效评比方面所占的比重越来越高，这些都促使教师更加重视教学工作。

有了一定的师资队伍，可以进一步组建非地震勘探教学团队，建立团队合作的机制，探讨教学内容和方法，开发教学资源，促进教学研讨和教学经验交流，推进教学工作的传、帮、带和老中青相结合，提高教师的教学水平。

（二）重视教学过程中的宣传、实践等环節

教学过程中，教师要着重阐述非地震类勘探方法在油气勘探中的不可或缺的作用。如在复杂地表区域和地质构造区，地震信号能量弱，成像困难，电磁法可以更好地穿透地表部分，和地震勘探形成很好的互补，类似的镶补多样化应用，在油气勘探中成功的案例有很多;在地球物理反演过程中，经常用重磁电的大尺度数据对地震数据的反演进行约束，提高反演的准确度;在油气田开发过程中，重力监测、电阻率法和充电法、井间电磁法等，都可以对油气储集层进行高精度的描述和监测。非地震类勘探方法除了在油气勘探中的应用之外，在寻找矿产、洞穴及溶洞探测、铁路施工、地热探测、水文工程地质等方面均有广泛的应用。这些讲述可以一定程度上拓宽学生的认知，在后期就业时也可拓展其就业思路，寻找更多的就业渠道。

同时，在实习时应尽可能的增加仪器台套数，并尽量能使学生动手操作进行数据的采集，增加其对仪器的认知，重视实习过程中仪器操作的考核。在数据采集时，可以通过对已知地下地质体进行数据采集的方式，使得数据采集变得有意义;促进已有数据处理和解释知识的应用，使得采集、处理和解释成体系。如此的训练操作使得学生毕业后能够尽快的适应现场的工作环境。

（三）适当宣传，创新作为，拓宽就业渠道

对于石油高校而言，勘查专业学生的就业不仅仅局限在油气地质行业，也可以在矿产资源与评价、各种地质资源及工程勘察、设计与施工、工程技术管理和科学研究等行业寻找就业机会，可在矿产资源勘查、工程勘察、城市建设、公路交通、铁路、港口、国防、水利水电、环境保护、地质灾害评测与防治等行业和部门从事相关工作。因此，除了教师们在平时授课时讲授非地震勘探的应用，拓宽就业认知外，学校的就业部门也应加大宣传力度，尽可能引进相关行业的企业和公司进校招聘。

总之，随着仪器研发水平的进步及相关处理技术的发展，非地震勘探技术除了在油气行业内部有了进一步的应用之外，在工程建设等领域也有了更为广泛的应用。因此对于石油高校勘查专业的非地震勘探类课程教学，应重视其在油气行业及工程勘察等领域的应用，除了基本原理课程的讲授之外，应加强师资队伍建设，重视教学过程的作用，增强就业认知，拓宽就业渠道，以提升勘查专业的知名度和对口就业率。

参考文献

[1]（本科）勘查技术与工程专业介绍[EB/OL].https：//gkcx.eol.cn/special/190.

[2]中国地质大学（武汉）勘查技术与工程（勘查地球物理方向）专业培养方案[EB/OL].http：//dkxy.cug.edu.cn/info/1044/2461.htm.