水力压裂课程设计存在问题及思考

纪国法 张公社 江厚顺 王长权 朱忠喜

摘 要：非常规油气资源高效开发为水力压裂技术的快速发展提供了机遇，近几年水力压裂设计成为石油高校石油工程专业采油工程设计的必选环节。鉴于目前水力压裂课程设计存在的问题，本文基于“教与学”理论，从教材编排、教学方法、教师素质、考核方式四个方面提出针对性对策，为课程设计改革提出建设性指导意义。

关键词：水力压裂；课程设计；问题；思考

中图分类号：TD712文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）07-0121-01

引言：文獻[1]认为课程设计包含对达成课程目标所需的因素、技术和程序，进行构想、计划、选择的慎思过程。对工科院校而言，课程设计是其教学任务中极其重要的环节之一。

本文以长江大学石油工程学院课程设计中水力压裂设计为例，通过阐述设计意义、罗列设计内容、剖析存在问题、提出改进措施等系列过程，紧密结合新技术发展现状和热点问题，让学生掌握技术机理、设计过程与现场应用情况。

一、课程设计意义及内容

近年来，非常规油气资源开发成为石油行业的热点，水力压裂是其高效开发的关键技术之一。通过水力压裂工程课程设计，联系实际工程背景，灵活运用所学的专业知识和技巧，解决实际问题，增强实际工作能力，为顺利走向工作岗位打下坚实基础[2]。

水力压裂设计的原则是最大限度地发挥油层潜能和裂缝的作用，使压裂后的生产井和注入井达到最佳状态，依据选择的设计思路，开展选井选层、收集地质与生产资料、施工参数设计与计算、经济评价等相关研究工作。

二、存在问题

1.教材内容陈旧。国内石油院校开展石油工程设计比较早，一般采用教师讲解和辅导答疑方式。水力压裂裂缝起裂与延伸机理的知识体系比较陈旧。学生根据参考书或课程设计教材即可按部就班的完成设计，显然这样可降低教师的指导难度，保证短时间内完成设计，提高学生设计效率[3]。但目前非常规油气资源多数采用复杂缝网压裂技术手段进行开发，课程设计中与之相差甚远，没有与热点技术衔接。

2.学生主动学习能力差。在水力压裂工程设计中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[3]。同时水力压裂课程设计安排在大学四年的最后一学期的刚开学阶段，部分学生一定程度上准备和重视程度不够[4]，加之平时在理论课学习过程中投入不足，反映出对部分概念、基本理论与方法不熟悉或不清楚，如铺砂浓度与加砂浓度的混淆，砂比的概念不清楚。这些学生遇到不清楚的概念或方法，大多直接寻问辅导老师，缺乏主动查阅教材或参考书、论文的能力。

三、处理对策

1.教材编排与教法。课程设计是学生综合运用所学课程知识的载体，与工程背景下的热点技术相结合，使理论教学和实践教学相互交叉、相互渗透。页岩气非常规资源的水平井分段压裂技术是热点，应尽早引入水力压裂工程设计的编排，使学生在实际锻炼中得到提高和培养。

在课程设计思想上，鼓励学生进行多途径思考，全方位构思，多选择设计方案。譬如分别采用两种典型的人工裂缝模型进行设计，完成设计后，再让学生间相互交流，激发学生创新欲望。

2.提高教师专业素质。课程设计的开展即可提高学生综合应用知识的能力，又能增强教师工程素养能力。

随着水力压裂理论和技术的发展，课程设计中逐渐出现了一些新“问题”，如学生会提出目前主流技术及最新技术与传统技术的异同、压裂设计中单一对称裂缝与体积压裂缝网的区别等等。另外，指导教师工程实践经验不足，指导能力不够，尤其是青年教师对于一些涉及现场实际的内容，指导不上去[5]。同时从学生反映情况来看，个别指导教师责任心不强，指导不到位、不及时，没有指出设计中出现的具体问题，没有批改痕迹。

因此，要根据课程设计的教学内容建立一支完整的教师队伍，要求教师具有丰富的知识内涵和广阔的实践经验[6][7]。

3.严格考核方式。课程设计考核内容应包括辅导出勤率、学生主动交流与学习情况、设计报告三部分[8]。

指导教师应坚持每天跟踪课程设计进展并集中答疑与考勤，考察学生出勤率，重点检测学生活学活用方法，针对思维活跃的学生应给予一定的附加分值，为准确、全面、合理评价学生提供依据，为成绩评定准备参考指标[9]。设计报告主要看是否完成设计任务、书写是否工整、设计结果是否合理、设计内容是否囊括基本要求。

结论：课程设计是在高年级学生系统学习专业知识后，对理论学习的补充环节，是考察学生综合运用所学知识能力的有效手段。通过分析水力压裂课程设计中存在的问题，从“教与学”两方面针对性地提出处理对策，并结合工程热点问题，对课程设计的改革提出建设性指导意义。

（作者单位：长江大学石油工程学院）

湖北省高校省级教学改革研究项目（2013264）：石油工程专业工程设计综合训练教学改革研究与实践。

参考文献：

[1]黄政杰.课程设计[M].台北：台湾东华书局股份有限公司，1991：85.

[2]唐志伟，聂荣华，楚萧.如何安排课程设计的内容[J].中国校外教育，2014，21：96+109.

[3]朱忠喜，张迎进，夏宏南.石油工程设计单项训练利弊分析[J].石油教育，2015，02：73-75.

[4]黄全华.关于搞好“气藏工程”课程设计教学的思考[J].高等教育研究（成都），2014，01：66-69+73.

[5]谭平，代明君.工科院校课程设计质量管理研究与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2016，01：24-25.

[6]孟江，龙学渊，田园，等.培养油气储运工程专业人才工程能力的课程设计模式探索[J].广东化工，2014，16：227+242.

[7]李晓红，陈建明.浅议如何提高石油工程专业学生的技能水平[J].石油教育，2012，03：45-48.

[8]焦国盈，裴苹汀，戚志林，等.“采油采气工程课程设计”教学改革与实践[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2011，09：166-167.

[9]刘小康，余洁冰.工科学生课程设计与综合素质培养[J].高教探索，2009，05：133-134.