(1)油气勘探开发工程特点。石油是国家发展的重要能源,石油工业是国家的支柱产业,油气勘探开发工程是石油工业的核心任务、多学科集成的复杂系统。油气勘探开发是要人工建立一条几千甚至近万米深的地下油气通道、将油气流体引导到地面,并经地面管道和集输站场分配和处理,涉及地质勘察、测录井、钻井工程、油气开采工程、油藏工程、油气储运工程、流体力学等专业领域,学科专业门类多、工艺技术复杂;而且工程作业多在沙漠、戈壁、海洋等恶劣地面环境中进行;特别是,钻井、井下作业是在高温高压(有时温度高达200°C、压力超过100MPa)的深部地层以及小尺寸井眼等地下不可视、不可及环境,既包括系列的大型工程施工、又包括多相流体在地层的微观多孔介质渗流;同时,具有油气勘探作业和生产事故的不可逆性,以及油气产品具有易燃、易爆、易扩散甚至具有有毒成分(如高含H2S、SO2)等特殊性,具有“地-钻-采-输”全工艺流程作业的高技术、高投入、高风险、工艺复杂的特点。具体体现在:

地质勘探工程包括应用大型设备和高科技仪器对油气生成的系列构造运动和各种构造形迹、油气分布与井筒结构进行探测,涉及范围包括上千公里地壳及地层;还包括地质测录井将特殊测井仪器下入井筒测试各种资料来识别钻井完的井筒特征及地层流体特征,具有地下不可视特点,导致传统方法实验做不了、实训没法做。

钻井工程是建立一条油气从地下流入井底、到地面的通道,涉及多工种、大型机械设备的协同作业,具有投资大、风险高、技术密集、隐蔽地下工程。在人才培养过程中,与钻井与完井工程相关教学涉及的大部分实验和工程实践技能训练往往由于规模大、设备多、风险大,根本无法在常规实验室或在一个井队完成。如井喷的理论与现场处理技能、井下复杂事故处理的理论和实践技能等。

采油工程是应用复杂工艺技术使油气稳定、高效、持久地从地层流到井底,并从几千米深的井底有控制地举升到地面。涉及酸化/压裂等大型的地层改造工程、不同埋藏深度的复杂流体的渗流规律以及流体被举升至地面的配套技术及维持井筒生产寿命与安全修井技术等。相关实验项目具有规模大、高温、高压、腐蚀、毒性等特点,无法在常规教学实验室进行,有些实训实习项目无法在生产现场进行。

集输工程是通过油田内长达数千公里甚至上万公里的油气管网、大量不同规模和类型的油气处理站场和各型油库,实现油气的收集、站场处理和储存等。具有泄漏、燃烧、爆炸等风险,大量与生产相关的实验难以在常规的教学实验室中进行,如压缩机和泵等设备的启停、油气管道的泄漏应急处理、复杂管网系统的运行操作、油库的收发油作业、油气管道和设备的腐蚀过程、油气净化处理等;受企业生产制度和安全方面的限制,学生在企业现场实习时无法进行实际操作,导致学生对油气储运工艺系统和一些事故工况的应急处理缺乏足够的认识。

海洋油气工程面临特殊的海洋环境,作业场所远离陆地,由于钻-采-输平台空间有限,海洋油气的勘探开发系统要求比陆地更高,安全要求更高,作业风险更大,更是无法接纳学生参观或实践,成为海洋石油工程实验实践教育难题。

总之,采用传统实验实训手段开展油气勘探开发工程的实验实践教学, “地下看不见、海洋不好去、危险动不了、大型动不起”的问题十分突出。

(2)人才培养的新要求。随着油气勘探开发难度的不断加大,海洋油气,页岩气、煤层气等非常规及低渗、特低渗、稠油等特殊油气藏逐步发现并投入开发;中国实施国际化油气战略,海外油气资源也成为勘探开发的第二战场。为了提高勘探开发进度,降低开采成本,石油工程领域不断应用和推广新技术、新设备、新工艺。这种工业需求形势对高校培养石油与天然气工程相关专业的技术人才提出了新的要求:除掌握扎实的专业理论知识,还应受到系统规范的工程技能训练,熟悉未来复杂的工作环境和特殊要求,毕业生到企业的相关岗位后,能很快适应本职工作。

工程教育规律与实践证明,全面系统的课堂理论教学与实验教学以及工业实践实训有机结合,是实现对人才培养要求的有效方式。尽管我校已经建设了石油与天然气国家级实验教学示范中心,具有国内唯一、真实与仿真结合、再现石油工程全流程生产环境而高于生产实际(模拟各种生产工程事故),可开展100多种工艺技术的实验、实训教学、科研试验及石油文化展示的钻采输综合实践教学基地。但是,目前油气勘探开发工程实验实训教学中的“校外实训难、校内难实习、学生多资源少、重复实训难”的问题仍然十分突出。

当前,我校积极参加教育部应用科技大学改革试点,深入开展“石油工程国家级特色专业建设”、“石油工程、油气储运工程国家级卓越工程师计划”,满足中国石油工业国际化战略对高素质应用型人才的急需,对加强实验实训教学提出了更高的要求和标准,进一步深入开展油气勘探开发工程虚拟仿真实验中心建设对我校油气勘探开发工程的应用型人才培养显得十分重要而迫切。

 


 


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