擴展對比教學(xué)法教學(xué)石油工程論文

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一、擴展對比教學(xué)法

所謂擴展對比教學(xué)法，就是在教學(xué)中，將相關(guān)知識點向所在專業(yè)的其他專業(yè)課的相關(guān)內(nèi)容進行擴展，這種擴展可能是同向?qū)Ρ龋部赡苁欠聪驅(qū)Ρ?，從而讓學(xué)生在專業(yè)課的學(xué)習(xí)中，將各門專業(yè)課之間的重點知識點有效地串聯(lián)起來，形成對這個專業(yè)方向更加全面的認識。擴展對比教學(xué)法有如下幾個重要特點。

1.擴展是所在專業(yè)方向內(nèi)的定向擴展

相對于聯(lián)想教學(xué)法，擴展對比教學(xué)法的最大區(qū)別是：該方法強調(diào)所授知識點是在學(xué)生所學(xué)專業(yè)方向內(nèi)的擴展教學(xué)，而非全面的或者生活化場景的擴展對比。聯(lián)想教學(xué)法關(guān)注的是某個知識點的理解，因此，常常會用生活中特別容易理解的物品或者現(xiàn)象來與所授知識點建立一種聯(lián)系，可能是形態(tài)上的相似，或者發(fā)音上的相仿，從而加深學(xué)生的理解和記憶。這種聯(lián)想往往是在很大范圍內(nèi)的聯(lián)想，多數(shù)都脫離所在的專業(yè)背景。擴展對比教學(xué)法更注重的是專業(yè)內(nèi)部專業(yè)課之間的聯(lián)系，其可供聯(lián)想的范圍有限，且強調(diào)是整體的認識和理解。

2.對比有平行對比、同向?qū)Ρ群头聪驅(qū)Ρ?/p>

所謂平行對比，就是對比的知識點之間是平行的，比如講述深度的時候，選擇海拔、高度等來進行對比，就屬于平行對比。同向?qū)Ρ?，即一個現(xiàn)象本質(zhì)上是一致的，但在不同的學(xué)科中，其作用是不一樣的。反向?qū)Ρ?，即知識點之間是一個反向關(guān)系，比如一個闡述流體的流出機制，一個闡述流體的流入機制，但二者之間本質(zhì)上是相通的。

3.強調(diào)各門專業(yè)課之間的關(guān)系

由于教學(xué)中的擴展是限定在學(xué)生所在專業(yè)的定向擴展。因此，需要教師對各個專業(yè)課都能有較好的認識，以便實現(xiàn)科學(xué)的教學(xué)。擴展對比教學(xué)法提供了一個手段，就是將各門專業(yè)課之間的聯(lián)系挖掘出來，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和融會貫通的能力。

4.形成對所學(xué)專業(yè)的整體全面認知

擴展對比教學(xué)法的目的是讓學(xué)生在一個個知識點的串聯(lián)下，形成對所學(xué)專業(yè)的全面認識。因此，該方法的落腳點并不在某個概念的闡述，而在整體的認知。基于這種認知，讓學(xué)生更能發(fā)現(xiàn)在某門專業(yè)課的缺陷和不足，同時也為其后續(xù)攻讀研究生或者就業(yè)選擇更細的專業(yè)方法提供一個全局認識。

二、擴展對比教學(xué)法在石油工程中的應(yīng)用

1.平行對比的應(yīng)用

筆者在教授“鉆井與完井工程”課程時發(fā)現(xiàn)，關(guān)于深度的概念極度容易混淆。在這門專業(yè)課中，深度是指從轉(zhuǎn)臺面開始計量的井眼軌跡的長度，實際上也是鉆井中所有下井的鉆柱的長度之和。特別需要強調(diào)的是，深度的起始點不是地面，而是轉(zhuǎn)臺面。因此補心距（地面與轉(zhuǎn)臺面的高度）的大小將直接影響深度的大小。擴展一：在采油工程中，我們說的射孔的深度；在測井中，所說的儲層的深度都是鉆井與完井工程中所說的深度，即基于轉(zhuǎn)臺面的井眼軌跡的長度，這個深度作為這口井的重要標示，伴隨這口井一生。深度將永遠是一個大于零的正值。擴展二：由于深度是一個相對量，在工程中廣泛應(yīng)用。但在地質(zhì)中，用得相對較少。對地質(zhì)工程師來說，他們不關(guān)注相對的位置，他們關(guān)注的是儲層的絕對位置，即儲層位置在大地坐標系中的坐標，x，y和z。此處的z指的是海拔，它是指地面某個地點或者地理事物高出或者低于海平面的垂直距離，是海拔高度的簡稱。這個z值可能是正值也可能是負值。它表征的是一個絕對位置，不會因不同的鉆井設(shè)備或者井眼軌跡而發(fā)生變化。建立聯(lián)系：用一個圖形來說明，深度與海拔的關(guān)系。當(dāng)一個目標靶點確定后，地質(zhì)工程師給出其對應(yīng)的坐標，鉆井工程師需要根據(jù)地面條件及地下條件設(shè)計相應(yīng)的井眼軌跡，以期實現(xiàn)準確中靶。到達這個目標點（絕對位置，海拔概念）的軌跡千差萬別（相對長度，深度概念），對應(yīng)的深度也可能有巨大的差異。通過闡述、對比聯(lián)系讓學(xué)生加深對這兩個概念的認識，掌握其用法和區(qū)別。

2.同向?qū)Ρ鹊膽?yīng)用

“鉆井與完井工程”課程中講授壓力控制一章時，會講到發(fā)生溢流進行關(guān)井作業(yè)后氣侵及其對鉆井的影響。其中會講到一個圖，即關(guān)井后由于地層流體不斷進入井筒，井筒中壓力分布不斷發(fā)生變化，表現(xiàn)在地面的立管壓力和套管壓力逐漸升高，且變化的程度不一樣。對于高滲連通性好的儲層，壓力上升的速度較快。因此，可以采用氣侵關(guān)井后立管壓力和套管壓力變化曲線粗略判斷井控的難易程度，地層壓力大小和地層滲透率大小。同向?qū)Ρ龋涸凇霸嚲治觥睂I(yè)課程中，會講到壓力恢復(fù)試井。即油井生產(chǎn)一段時間后，突然關(guān)井，采用壓力計測量井底壓力的變化情況。進而繪制壓力曲線，采用試井分析的方法求取地層壓力、儲層參數(shù)、表皮系數(shù)等參數(shù)。試井中，關(guān)井后有一段井筒儲集效應(yīng)，即地層流體還會繼續(xù)進入到井筒。其流動的原理與鉆井中因為氣侵而關(guān)井的原理是一致的。建立聯(lián)系：展示兩張圖，一是“鉆井與完井工程”中的壓力變化曲線，二是“試井分析”中的一條典型的壓力恢復(fù)曲線。通過圖形闡述其相同之處，結(jié)合試井中能計算的參數(shù)，反過來講述鉆井中壓力變化所包含的意義。

3.反向?qū)Ρ鹊膽?yīng)用

在“鉆井與完井工程”這門專業(yè)課程中，會反復(fù)講授一個知識點：壓力及其應(yīng)用。鉆井中，為了實現(xiàn)安全鉆井，往往采取衡或者過平衡鉆井，即保證鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力大于地層壓力。在這種情況下，鉆井液將會在壓差的作用下進入到地層，從而形成對儲層的傷害。壓差越大，儲層越疏松，濾失進入地層的鉆井液越多，同時鉆井液自身的性能也會影響濾失量的大小。反向擴展對比：鉆井過程中鉆井液向地層濾失，與采油過程中，地層中的原油向井筒流動具有相似性（“采油工程”課程的內(nèi)容），只是流體流動的方向不一致，但其流動的機理是一致的。而在“滲流力學(xué)”一門專業(yè)課講授過一個重要的知識點，徑向流動產(chǎn)能方程（“滲流力學(xué)”課程的內(nèi)容）。建立聯(lián)系：在黑板上手寫徑向流動產(chǎn)能方程，讓學(xué)生回顧其推導(dǎo)過程。從方程中，解釋影響產(chǎn)能的正向因素：儲層厚度、儲層滲透率、生產(chǎn)壓差。影響產(chǎn)能的負向因素：流體粘度、儲層傷害及泄流面積。同樣的類比也可用于鉆井中的泥漿濾失，其濾失量的影響因素與生產(chǎn)中徑向流動的影響因素是類似的。通過回顧一個知識點，建立起兩門學(xué)科的聯(lián)系，同時加深對專業(yè)知識點的認識。

三、結(jié)論和認識

基于多年的專業(yè)課教學(xué)，提出了一種針對石油工程專業(yè)課的教學(xué)方法—擴展對比教學(xué)法。該方法重點在于建立一種專業(yè)課間的關(guān)聯(lián)，通過對一個知識點的定向擴展，實現(xiàn)各個專業(yè)知識點的有效串聯(lián)，加深學(xué)生對知識點的認識的同時，逐漸樹立對所學(xué)專業(yè)的整體全局認識，做到融會貫通，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

作者：羅萬靜 單位：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院