工程设计下石油工程论文

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一、石油工程设计教学现状计

目前，石油工程设计课程教学中主要包括：油藏工程设计、钻井工程设计、采油工程设计和储层改造工程设计等四个专题。石油工程设计是大学生在石油工程领域的第一次“实战”演习。其中，油藏工程设计中包括：井网布置和注采井组动态分析。钻井工程设计包括：井身结构设计、钻井液设计、钻柱设计、钻井参数设计、固井设计、井控设计和钻机选择等。采油工程包括：有杆泵采油系统工程设计、连续气举设计和电潜泵采油系统设计等。储层改造工程设计包括：水力压裂和酸化设计。根据教学计划安排，石油工程设计通常用4周～6周时间，时间比较紧凑。一般要求学生在这个时段内分别进行油藏工程设计、钻井工程设计、采油工程设计和储层改造工程设计等。这四个专题的设计内容根据不同油田的生产数据、钻井数据、地质资料等进行，也即只做以一口井或一个井组为对象的单项工程设计。四个设计之间，没有共同的设计基础数据，相互之间没有必然的联系，每个设计具有相对的独立性。

二、单项工程设计教学的优点

1.成熟的教学内容降低指导难度

在石油工程设计中，各个单项设计的内容几乎没有太多的更新。以钻井工程设计部分为例，在钻井工程设计阶段，通常选用某油田的真实《钻井设计》作为主要参考资料。由于钻井工程设计内容较多，在设计的过程中，将学生分组，每小组3人，分别进行水力参数设计、固井参数设计、钻柱及下部钻具组合设计等，再将三部分内容合在一起，构成完整的钻井工程设计。在进行各部分设计的过程中，学生根据教材或专业书籍、工具手册上给出的计算方法进行计算。这个过程就是先有结果，之后要求学生根据现有专业知识进行结果复核。一般情况下，指导教师对每口井的钻井设计计算结果出现的各种问题较为了解，教学指导过程难度较小。

2.较短学时内保证各单项设计的完整性

由于石油工程设计的内容较多，而教学学时较短，为了保证学生能够得到各个单项设计过程的训练，同时也为了保证每个单项设计的相对完整性，对每个部分的设计内容都进行了适当的简化，便于学生抓住重点，训练解决问题的能力，以利于较短时间内教学工作的顺利开展。

3.模块化教学内容提高了学生的设计效率

石油工程设计在分成四个单项进行教学时，每个部分的教学内容都比较集中，都有相对独立性。指导教师根据设计内容详细讲解，使学生能够明确主要的设计思路和设计方法，并进行初步模仿和试做。学生在进行各部分设计时，根据事先拟定的已知数据和资料，采用教材上给出的设计方法进行计算，针对具体设计内容快速完成该部分的设计，提高了学生完成各分项工程设计的效率。

三、单项工程设计教学的不足

1.单项工程设计内容更新速度慢

石油工程设计各个单项设计内容的前提条件和已知条件更新速度较慢。如，钻井工程设计部分参考的原始设计还有20年前的，这与当前的钻井技术发展速度不匹配。很多陈旧的设计方法和理念还没有得到及时的改进，很多新的技术方法没有充分考虑和融入，甚至有些设备工具早已淘汰，但却在目前的设计中出现。这对实践类教学是不利的。

2.各单项工程设计之间联系不够紧密

学生在进行工程设计时，各个专题的训练几乎是孤立的，没有共同的数据基础，相互之间缺少必要的联系。一名合格的石油工程师必须具有全局意识，因此，只有将各个专题通盘考虑，设计出的内容才能真正服务于实际生产，才能与目前提倡的“卓越工程”素质培养相符。目前，从各单项各自的训练内容上看，确实能够使学生在各单项上得到好的锻炼。但是在进行各单项设计时，学生却不能从油田开发过程的全局出发。学生在设计过程中很少加入个人观点，也会相应的缺少全局意识和观念。因此，在工程设计训练中，应增强工程设计综合训练力度，使学生通过查阅文献或资料，理顺各个专题设计中的前后逻辑关系和衔接次序，优化以培养具有“综合业务素质”工程师为特色的教学内容。近几年，学校参加全国石油工程设计竞赛的作品数量较少，设计质量不高。究其原因，不是学生不优秀，而是缺乏必要的指导。学生不知如何从全局考虑，做一个上、中、下游一体化的完整的石油工程设计。这也说明以往孤立式、分专题开展石油工程设计教学存在不足。

3.学生缺少获取和加工原始数据方法的训练

石油工程设计各个专项设计内容的已知参数和设计要求基本上都已给出，缺少训练学生如何获取和加工原始数据的思路和方法。经常出现学生采用教材的计算方法计算出来的结果与已知数据相差很大，使学生产生困惑和不解。这其中一个重要原因是，学生对现场的实际地质情况和工程施工情况缺少了解。如果能够训练学生从某一油田开发初期的原始资料开始进行编辑整理，并作为学生将要进行石油工程设计的原始参考资料，依次进行油藏工程、钻井工程、采油工程和储层改造工程等四个专题模块的设计，学生既学会了解决问题的方法，又学会了发现问题、分析问题的方法，从而培养学生综合考虑问题，从全局出发进行石油工程设计。

4.学生团队协作能力未能得到充分训练

在进行石油工程设计时，为了让每名学生在短时间内完成全部的工作，只能降低设计难度，减少发现问题和分析问题的环节，更多地强调解决问题的最后一个环节。而发现和分析问题的环节往往是更难的，是更需要训练的，同时也需要更多的时间和更多的人在一起进行分析和讨论。因此，在进行石油工程设计实践教学的训练过程中，其组织形式也应模仿现场工程师的工作方式——团队协作。这样做，可以使学生体验到石油工程设计的真实性，还可以使学生在团队协作的工作方式中学会与他人相处，体验在团队协作中自己应承担的责任和义务，增强学生的责任感和大局观念。学生毕业工作后，能感受到在学校所进行的石油工程设计具有很强的实用性。

四、单项工程设计教学的改革方案

1.强化小组讨论机制

在石油工程设计教学过程中，要求学生以团队协作方式进行四个专题的综合训练。在四个专题设计之初，要求小组成员必须针对各自的专题设计要求提出问题，小组内部进行讨论和研究，撰写公共部分内容，形成小组讨论机制。这样做的目的就是要求小组内各成员能够相互配合，团结协作。虽然小组内各成员主要负责其中一个专题的设计工作，但是每名成员必须根据自己对基础数据的理解和四个专题的共同需求，提炼出共同使用的公共数据资料，从而训练学生的工程意识和全局意识。

2.延长教学时间

单项工程设计实践教学环节与学生毕业后从事的工作内容息息相关。在大四阶段，强化和细化这些实践性较强的教学内容越来越有必要。因此，适当延长单项工程设计的教学时间也是非常必要的。目前，本校以往安排在大四阶段的专业课程多数都提前到大三阶段，目的是给考研的学生腾出更多的时间来专心备考。这样一来，大四阶段的教学时间较为充裕，使延长单项工程设计的教学时间成为可能。

3.工程设计代替毕业设计

石油工程设计教学能够使学生全面掌握石油工程设计的原理、方法、步骤和过程，提高石油工程专业学生的工程意识和工程实践能力，培养符合市场需求的具有“卓越工程师”素质的专业技术人才。目前，大学生在大四阶段基本上都要进行毕业设计或毕业论文的训练，而这项训练专题性强，涉及知识范围较窄，一般情况下很难保证学生能将自己之前所学的知识全面系统地利用起来。近年来，大学生在做毕业设计或毕业论文的过程中表现出的效率不高、质量下降的情况越来突出。因此，可以尝试将石油工程单项工程设计和毕业设计合并，甚至以工程设计代替毕业设计，让学生有充足的时间完成完整的和系统的石油工程设计训练过程，其教学效果会更好。

作者：朱忠喜 张迎进 夏宏南 单位：长江大学