勘查技术与工程专业实践课程和实习基地建设

闫彬鹏 刘洋 殷文 能源 冯程 戴雪平

摘  要：勘查技术与工程专业对实践性和应用性有很高的要求，合理的实践课程设计和理想的实习基地建设是新工科背景下应用型人才培养的基本保障。依托新疆丰富的、特有的地质资源并发挥油田一线的地理优势，中国石油大学（北京）克拉玛依校区深化校企合作，逐步形成了普通地质实习、构造地质实习、地球物理野外实习、地球物理室内处理与解释实习和生产测井实习“五位一体”的实践课程体系，并建设了相应课程的实习实践基地，为勘查技术与工程专业应用型人才的培养提供了宝贵经验。

关键词：勘查技术与工程;实践课程;实习基地;应用型;新工科

勘查技术与工程专业在地质构造分析、自然资源勘探、岩土工程勘查、水工设施建设以及地质灾害防治等领域发挥着至关重要的作用，同时也是一个实践性和应用性很强的专业。作为理论课堂的延伸和拓展，实践课程肩负着理论知识与实际应用的桥梁作用，是由理论化知识向应用型技术转化的关键。实习基地是开展专业实践的最佳场所，理想的实习基地是快速提升实践能力的基本保障。因此，如何通过设计合理的实践课程和建设理想的实习基地，培养品德优良、技术过硬的新工科应用型人才，是目前各大高校勘查技术与工程专业教学建设和改革的重要方向[1]。

不同于内地高校实习路线中地质露头被茂密的植被覆盖，新疆存在天然裸露的、无植被覆盖的良好地质露头，极大地方便了地质现象的观察、地质层位的对比和构造填图的制作。依托新疆特殊的地理位置和特有的地质资源，中国石油大学（北京）克拉玛依校区充分发挥地处油田一线的地理优势，以油田企业需求为导向，完善实践课程体系和实习基地建设，推动理论课程与实践教学的深度融合[2]，逐步形成了普通地质实习、构造地质实习、地球物理野外实习、地球物理室内处理与解释实习和生产测井实习“五位一体”的实践课程体系，并建设了相应课程的实习实践基地（图1所示），为校区勘查技术与工程专业学生实践能力的培养提供了硬件保障。

1普通地质学实践课程与实习基地建设

普通地质学是所有地学相关专业的入门基础课，野外地质实习是普通地质学课程的重要延伸，对认识常见地质现象、熟悉基本地质工具和掌握地质工作流程具有不可替代的作用。基于新疆准噶尔盆地良好的地质露头和特有的地质现象，校区为勘查技术与工程专业设计为期两周的普通地质实习，实习时间安排在第一学年的短学期，实习以小组为基本单位进行，充分发挥学生的主动性。

为提高资源勘查工程专业和勘查技术与工程专业学生的基本地质素养，中国石油大学（北京）克拉玛依校区充分发挥地理优势在克拉玛依周边建设了普通地质实习基地。普地实习基地位于准噶尔盆地西北缘及和什托洛盖盆地白杨河凹陷内，分布克拉玛依市周边200公里范围内。西准噶尔造山带是西北地区一系列北西向造山带中的唯—北东向造山带，受邻区构造带的影响，构造活动非常复杂，在奥陶纪到石炭纪的不同岩层中蛇绿混杂岩分布广泛。和什托洛盖盆地位于准噶尔盆地西北部，为准噶尔西北缘大型逆冲褶皱带上盘的一个山间盆地。北以乌克拉嘎尔山、谢米斯台山、阿尔加提山为界，南接扎依尔山、哈拉阿拉特山、德仑山及北东东向潜伏隆起带，西抵扎依尔山与乌克拉嘎尔山的汇聚处。准噶尔盆地西北缘实习基地发育有石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系地层。实习基地特有的构造变化和地质现象为普地实习提供了保障。

普通地质实习共设置8条踏勘路线，包括断裂带、造山带、不整合沟、冲积扇、黑油山、沥青矿和龙脊谷等路线。实习路线不仅能观察到丰富的断层、褶皱、层理和节理等构造，而且还可以观察到沉积岩、变质岩和火成岩地层。实习中特意安排了黑油山景区和魔鬼城景区两个观察点，不仅能观察到地下原油、沥青矿和雅丹地貌的形态，还能让同学们了解第一代石油工人的艰辛，引导同学发扬艰苦朴素的石油精神[3]。实习过程中除观察常见的地质现象外，更注重对学生动手能力的提高，要求学生掌握GPS定位、地质罗盘测量、地质锤采样、放大镜观察、野簿速记和地质素描等能力。通过普地实习，学生对准噶尔盆地新疆油田作业区地质背景和野外地质工作流程有基本的了解，为以后油田生产工作打下基础。

2 构造地质学实践课程与实习基地建设

基于准噶尔盆地南缘天山造山带存在的特殊地质构造，校区为勘查技术与工程专业设计为期两周的构造地质实习。实习时间安排在第二学年的短学期，实习以小组为基本單位进行，充分发挥个人主观能动性和团队协作性。

构造实习基地位于准噶尔盆地南缘和北天山地带，存在近东西向展布的狭长构造带[4]，行政区属于新疆维吾尔自治区塔城地区乌苏市。实习基地在构造单元上位于北天山山前断褶带，盆地基底为早晋宁期（中、新元古代）结晶基底、晚加里东褶皱基底和海西褶皱基底。实习区构造带整体位于准噶尔盆地西南部，北与四棵树凹陷相接，南与北天山相连，西邻四古南断裂，北望霍玛吐冲断带。从区域构造属性看，该构造带属于北天山前缘的一个北西向右旋基底走滑系统。实习区地层以晚石炭世以来未变质的沉积岩和火山岩组成，地质年代上包含古生界石炭系、中生界三叠系、侏罗系、白垩系、新生界古近系、新近系、第四系地层，缺失古生界二叠系地层。实习区沉积相以陆相沉积环境为主，从三叠纪到古近纪，主要发育了冲积扇相、扇三角洲相、河流相和湖泊相等多种沉积相类型。

构造地质实习踏勘路线共安排九天，涵盖断裂带、造山带、不整合带、泥火山和油砂等特殊地质现象。实习路线不仅能观察到丰富的断裂、褶皱、节理、地层不整合等构造，而且还可以观察到大量的火山岩、变质岩以及特殊的烧变岩。实习中特意安排了泥火山景区和独山子展览馆两个参观点，不仅能了解到泥火山油田的历史和发展，还能培养同学艰苦朴素的精神和迎难而上的品质。除了常见的地质现象描述和基本地质工具的使用外，实习过程更注重对学生地质素描和构造填图能力的培养。构造地质实习使学生对准噶尔盆地南缘的地质背景和构造演化有基本的了解，为以后地震资料构造解释和地质填图工作做铺垫。

3 地球物理野外实践课程与实习基地建设

地球物理野外资料采集是后续资料处理和地质异常解释的基础，因此，在完成地质基础课和地球物理专业课后，校区为勘查技术与工程专业设计为期三周的地球物理野外实习。实习时间安排在第三学年的短学期。

克拉玛依校区和东方地球物理公司西北局合作在乌鲁木齐市附近共建野外实习基地，实习基地配备先进的石英弹簧重力仪、全自动数字重力仪、质子旋进磁力仪、高密度电法转置、瞬变电磁装置、大地电磁测深装置、浅层地震仪和低频可控震源车等多套勘探设备，实习由企业专业和校区老师共同指导，确保地球物理勘探实习顺利高质量完成。

实习内容包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探和地震勘探四部分，每一种勘探方法大概五天时间，四种方法实施步骤都包含地质任务的制定、测网的布设、数据的采集、后续的数据处理和解释成图。由于重力场和磁场属于无源场，所以重力勘探和磁法勘探不需要场源的激发。重力勘探主要掌握重力仪器的使用技巧、测量误差的校正、布格重力异常的计算和布格重力异常的地质解释。磁法勘探主要涉及质子磁力仪的使用技巧、测量误差的校正、磁化率异常的计算和磁化率异常的地质解释。而电法勘探和地震勘探属于有源场，所以重力勘探和地震勘探都需要电源或者震源的激发。电法勘探种类繁多，实习主要利用高密度电阻率法和电阻率测深法两种方法，涉及电极位置的标定、电线的布置、电源的激发与断开、电阻率的采集、电阻率异常的处理和解释。考虑人身安全因素，地震勘探实习采用传统锤击的方式激发地震波，主要包括地震波的激发、检波器的安置、测线的布设与搬家、地震仪的使用技巧等内容。

整个地球物理野外实习不仅是对重力、磁法、电法、地震专业知识的检验和实践能力的提升，更是对学生意志品质的考验和磨炼，为以后从事地球物理野外工作奠定了基础。

4 地球物理室内数据处理与解释实践课程与实验室建设

在完成地球物理野外实习的基础上，基于新疆油田采集的三维实际资料，校区为勘查技术与工程专业设计为期三周的地球物理数据处理与解释实习。实习的时间安排在大三下学期，实习平台采用中石油集团东方地球物理公司研发的Geoeast软件4.0最新版本。实习地点在校区地球物理处理和解释实验室机房进行，安排一人一机。

校区地球物理处理和解释实验室配备有先进的计算机集群，2T的运行内存，200T的固态内存，100多个计算节点，具备快速处理海量地球物理数据的能力，确保多个教学班的学生能够同时进行处理与解释实习。

地球物理室内数据处理与解释实习同样包括重力、磁法、电法和地震勘探四部分。重力数据处理与解释实习步骤主要为重力场数据的加载、重力数据网格化、异常数据的处理、重力场的延拓、数据的方向导数和重力参数反演。磁力数据处理与解释主要包括日變校正、高度校正、正常梯度校正、总基校正、磁异常区域场与局部场的分离、磁场延拓和磁异常反演。电法勘探数据处理与解释实习步骤包括数据格式转化、畸变点剔除、地形校正、视电阻率值线图以及电阻率异常反演和解释等。地震勘探数据处理与解释实习主要包括地震数据的加载、观测系统定义、静校正、噪声压制、反褶积、速度分析、动校正叠加、地震偏移、合成地震记录、目标层位追踪以及构造解释与成图等。

地球物理数据处理与解释实习旨在教会学生掌握三维重力、磁法、电法和地震数据基本的处理和解释流程，培养学生的专业实践能力，为将来从事地球物理数据处理和解释的相关工作做铺垫。

5 生产测井实践课程与实习基地建设

自然资源勘查离不开各种钻井数据的支撑，测井资料为地质和地球物理勘探提供第一手的岩性和岩心等资料，为准确的岩性识别和储层预测提供了保障。因此，在完成普通地质实习、构造地质实习和地球物理实习后，并为勘查技术与工程专业设计为期两周的生产测井实习，实习时间安排在第四学年的上学期。

校区与新疆油田测井公司合作在克拉玛依市共建生产测井实习基地。生产测井实习基地有先进的测井和射孔仪器，主要包含MAXIS、LOGIQ、ThruBit等成像测井装备、高精度数控测井装备、水平井存储式测井装备、核磁共振测井装备、数控射孔装备、生产测试装备，可以为油田勘探开发的常规直井、定向井、水平井和丛式井等井型提供裸眼测井、射孔和生产测井服务。同时，实习基地配备有高温超高压测井仪器检测装置、油气水三相流动实验装置、测井仪器刻度装置、电缆标定装置和岩石物理实验室，可进行各类测井仪器的标定和校正，实现纵横波、孔隙度、饱和度和渗透率等物理参数的测量。先进的仪器设备和高素质的现场专家队伍确保了生产测井实习的合理性和实时性。

测井生产实习涉及测井仪器和测井软件的学习，主要包含裸眼井测井仪器参观及学习、生产井测井仪器参观及学习、射孔等测井仪器参观及学习、准噶尔盆地测井技术简介以及Forward软件学习五部分。各类测井仪器的参观学习使学生了解当前主流的测井仪器型号和基本操作，准噶尔盆地测井技术的学习使学生了解目前主流的应用技术和存在的技术难点与突破点，Forward软件的学习使学生熟练掌握油田企业主流的生产软件，为将来科研和工作中测井数据岩性划分、储层物性分析和流体识别做准备。

结语

怀着“立足西部找油藏、扎根边疆育栋梁”的使命，中国石油大学（北京）克拉玛依校区充分发挥新疆特有的地质现象，并与当地油田企业深度融合，逐渐形成了涵盖普通地质、构造地质、物探和测井一体化的实践课程体系，并建设了多个专业野外实习基地和室内实习基地，做到勘查技术与工程专业主干课程四年实践不断线，为“一带一路”战略培养高层次应用型石油人才提供了宝贵经验。

参考文献：

[1]肖建平，聂晓霞.地球物理专业实习基地建设相关问题研究[J].教育教学论坛，2020（43）.

[2]陈刚强.“油矿地质现场实习”校企一体化平台建设与实践[J].黑龙江教育：理论与实践，2020（2）.

[3]马国庆，李丽丽.地球物理实践性课程思政内容建设的思考[J].教育教学论坛：教法研究，2021（26）.

[4]能源，谢庆宾，许涛.新工科背景下天山综合地质实习基地建设经验分析[J].黑龙江教育：专业与课程建设，2021（2）.

基金项目：2021年度新疆维吾尔自治区高校本科教育教学研究和改革项目“《地震勘探采集、处理和解释》一体化与智能化教学体系研究与实践”，编号PT-2021081

作者简介：闫彬鹏（1990—  ），男，汉族，河南淅川人，博士，讲师，主要从事地震勘探研究;刘洋（1972—  ），男，汉族，湖北松滋人，博士，教授，主要从事地震勘探研究;殷文（1979—  ），男，汉族，新疆克拉玛依人，博士，教授，主要从事地震勘探研究;能源（1982—  ），男，汉族，黑龙江大庆人，博士，教授，主要从事构造地质学研究;冯程（1988—  ），男，汉族，四川成都人，博士，教授，主要从事测井方法研究;戴雪平（1987—  ），男，汉族，湖南新化人，博士，讲师，主要从事电磁勘探研究。