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[教学成果校级]《油气田地下地质学》(教材)

信息来源:【教务科 】 更新时间:【2009-03-23 00:00:00】 阅读:【】次

   

成果名称:《油气田地下地质学》(教材)

成果完成人:陈恭洋 马世忠 龚福华 刘吉余 文慧俭

获奖等级:长江大学优秀教学成果奖一等奖

获奖时间:2008

 

一、立项背景

应用地质学和石油地质学的基本原理,通过各种地质、地球物理、地球化学、岩心分析测试、现代测试钻采技术等手段,开展以地下油藏地质为核心的多学科综合研究工作是油气田生产企业的一项长期而艰巨的任务。它涉及到从油气田发现开始,到油气田开采终结的全过程中取全取准第一性资料,减少勘探开发投资风险的所有技术与研究工作。在长期的实践中逐渐形成了一门实践性与综合性很强的专业技术课程。根据侧重点不同,国内外先后都有相应的教材出版。美国P. A. Dickey教授分别于197919811986年出版了《石油开发地质学》三个版本,其内容包括了从钻井地质到强化采油各个阶段的地质研究内容;国内陈立官等于1983年由地质出版社出版了《油气田地下地质学》,内容主要偏重于从地下区域石油地质研究到油藏储量计算;随后,于1979年由国内四所石油院校(西南、华东、大庆、江汉)联合编写了《油矿地质学》试用教材,并于1987年由陈碧珏主编,石油工业出版社正式出版;1996年又由吴元燕、陈碧珏联合主编了《油矿地质学》(第二版)。这两版的内容都舍弃了区域地质的研究内容,将重点放在以油气田(油藏)为核心的从勘探到储量评价过程中的地下地质研究工作。进入90年代,石油勘探工作进入了复杂地质条件领域,油藏开发则进入了中高含水期,勘探与开发的阶段性也逐渐模糊,油藏地质研究需要得出更为准确的研究成果。一系列先进的技术手段与研究流程逐渐产生和丰富了起来。尤其是开发阶段的地质研究任务显得更为繁重和更为重要。为此,“九五”期间,作为中国石油天然气集团公司级的重点教材,《油气田开发地质学》(夏位荣等主编)于1999年问世,该教材极大地丰富了油气田地质研究的教学内容,在很大程度上满足了国内开发地质人员培养的需要。与此同时,在中国石油天然气集团公司的主持下,全国石油高校开展了一系列针对人才培养方案和教学内容体系的改革研究,原江汉石油学院(长江大学)主持了“资源勘查工程专业人才培养方案及教学内容体系的研究与实践”项目的研究,该项研究成果分获集团公司和湖北省政府教学成果一等奖(2000)及国家级教学研究成果二等奖(2001)。其间,除石油大学(北京)外,国内所有石油相关院校都将《油矿地质学》向《开发地质学》内容扩充,课程更名为《油气田地下地质学》,经历了六届的教学实践,取得了良好的效果和社会反响。为此,在石油工业出版社的组织下,以长江大学牵头,于2005年正式申请国家“十一五”规划教材立项出版该教材。

二、编写思路

《油气田地下地质学》属于石油地质学的范畴。是资源勘查工程及与石油相关专业的主干专业课程。

按照石油地质学的基本原理,对于石油工作者来说,寻找油气藏的准确位置和开采油气都难以采取像其它固体矿床一样的直接方法和手段。一方面,是根据地质学和石油地质学的基本原理,通过地球物理和地球化学勘探的综合技术来摸索和探寻地下油气藏的确切位置,这就是《油气田勘探》的基本内容;另一方面,必须通过钻井的工艺技术,通过直径有限的钻孔,取得少量直接的(岩心、岩屑、流体)和大量间接的(测井、气测、测试)资料,进行钻井地质研究,提高探井的成功率;在经过评价性钻探或详探工作之后,了解油气藏的地质构造和类型、含油气层的物理性质、地层流体(油、气、水)在地面条件下和油层条件下的性质,试油、试采和油层驱动能量,石油和天然气储量,这些内容则是以往《油矿地质学》所描述的;第三,根据这些资料制订出合理的油气田开发方案,以保证在完成开发井网的钻探和相应的矿区建设设施后获得较高的采收率,这是一次采油过程中的地质研究问题;在对油气田进行强化开采评价时(二次或三次采油),尤其需要油气藏的地质资料。如采取注入流体的方法开采剩余油,注入流体必须有效地驱扫油藏。整个开发计划,包括开发方法、井距、井网布置和完井措施的选择,都必须与油藏的地质条件相适应。这就是以往《油气田开发地质学》的研究内容。

上述课程体系的划分主要是根据油气田勘探开发的阶段性来确定的,对石油地质研究任务的确定具有十分明确的针对性。但随着科学技术的广泛与全面发展和油气田勘探开发的难度与成本的逐渐飚升,对油气田地下地质研究的要求也在大大提高。

1)解决任何一个地质问题都不是单一学科的技术能够完成的,需要通过多数据源、多学科的综合研究来解决;

2)油气田勘探与开发的建设周期已大大缩短,勘探和开发地质研究的界限也越来越不明显。勘探地质研究的同时要考虑到整个开发过程中的地质问题,需要建立油气藏地质模型,进行虚拟开发研究。开发过程中的地质研究又要涉及到滚动勘探的问题,对新的层系与相邻新的区块进行勘探地质的研究,部署勘探井位,计算新增油气地质储量。

3)对地质研究的精度有了更高的要求。在加强以往描述性地质研究的同时,更强调地质研究成果的预测功能,从定性描述为主发展到了以定量评价为主。

基于上述现状,《油气田地下地质学》的内容就必须包含以往油气田地下勘探地质、油矿地质和开发地质三个方面的内容。与《石油地质学》的根本区别就在于前者是理论基础,后者是方法论。主要讨论寻找油气藏和评价、开发油气藏过程中的地质方法与技术问题。

油气田地下地质学作为油气田勘探和开发的方法论,本教材主要体现出实践性和综合性两大类知识体系的构建上。

1.实践性

主要是介绍油气田勘探和开发过程中,各种资料信息的采集、处理、解释与应用的方法与技术。通过各种资料与信息来反映油气藏的存在、特征和规模。进而为有效的勘探和开发提供有力的依据。

因此,要解决好油气田勘探和开发过程中的所有石油地质问题、开展石油地质综合研究、分析油气的形成机理与形成过程、评价油气藏的形成条件、分析影响油气藏开发中的地质影响因素和进行油气藏动态分析等,都必须从上述大量直接的或间接的资料信息的分析入手。而掌握这些资料信息的采集原理(包括采集仪器与方法),各种分析与制图方法、信息的流向顺序、以及各种信息的应用条件和应用范围等,是一个石油地质工作者必须具备的基本技能。对这些技能的培养也正是本课程的核心内容之一。

有关地震、测井、测试、工程等资料的获取与处理、解释方法已有相关课程进行介绍。本课程只重点介绍有关地下地质资料的录取、处理和解释的技巧问题。

2.综合性

从解决实际地质问题的角度出发,大量的实践表明,要解决好勘探与开发过程中的任何地质问题,都不是采用任何单一方法所能完成的。需要通过多信息源、采用多学科综合研究的方法才能得到更为符合地下地质情况的研究成果。因此,从解决具体的地质问题来讲,需要综合性的地质研究方法。即石油地质问题实际上是一个系统工程问题。无论是勘探阶段,还是开发阶段,任何一个地质问题都无法采用单一的资料和单一的技术能够解决。并且随着勘探开发阶段的不断深入,所获取的资料信息会逐渐增加,地质问题也会显示出越来越复杂、地质研究的精度要求也会越来越高。而且后续的研究工作都是在前段研究成果的基础上不断深化,是一个前后相互验证、相互修订、不断完善的过程。直至整个油气藏开发工作的终结。

因此,油气田地下地质学的综合性特点既表现为综合性的信息来源与综合性的研究方法,也表现为静态与动态、地质与工程相结合的综合。对这些内容的学习有助于提高综合分析和解决问题的能力。

综上所述,本教材编写的的主要目的一方面是进行以资料处理为主的操作技能的学习,另一方面是综合地质分析方法的训练。


三、主要内容与创新点

教材主要阐述油气勘探开发实践过程中地下地质学的任务和研究内容,主要包括油田生产各阶段资料采集的内容和技术;结合大量实例,按照专题研究的思路,阐述了钻井地质、油气水层识别、地层测试、地层研究、构造研究、储层研究、油气藏评价与开发可行性研究、油气田动态监测、油气田开发地质研究、提高采收率技术等方面的技术原理和方法步骤。

根据学科的最新进展,教材更新和优化了编写内容,并将教学改革成果应用到教材编写当中。遵循油田生产实际和进程,准确阐述了本学科的最新理论与方法,重点体现在以下几个方面:

1系统阐述了高分辨率层序地层学指导下的区域地层分析和油层对比方法。

2在对天然气藏进行精细分类的基础上,首次系统阐述了各类天然气气藏的地质特征,细致地分析了不同地质特征对气藏动态的影响,阐述了气藏动态分析方法及其之间相互的关系,为气藏的动态分析提供相应的科学依据。

3紧密联系油气藏现场的生产实际,给出了油藏评价和开发可行性的原则、评价指标和评价方法。

4提出了高分辨率层序地层学指导下的精细沉积相带划分和沉积单元内部建筑结构划分方法,在内部建筑结构基础上进行了流动单元划分,并将精细开发地质研究与开发动态相结合, 有力地指导复杂地区、复杂储层的勘探和开发实践,为油田的挖潜、增产上储提供技术支撑和保证。

5重点强调了气藏不同的地质特征对气藏动态开发与评价的基础决定和制约作用,不能割裂气藏的区域地质特征而单纯地进行气藏的动态研究,而是二者的紧密结合,共同为气藏的开发服务。

教材在编写体例上,科学系统地归纳了本学科知识点的相互联系与发展规律;并做到了实例生动,理论联系实际。做到了层次分明、文字规范、图表准确。符合教学与认知规律,具有很强的针对性和实用性。有利于培养学生的学习、实践和创新能力,深受师生广泛好评。具有以下创新:

1)内容新

各章节都体现出重视传统的基础内容和可操作性,能够学以致用,同时引进了当代的最新技术。例如:测井数字处理、事件地层学、可视化解释技术、储层地质建模、水平井采油地质分析等,它们都是各领域中的先进技术方法,合理的使用能使地下地质解释更好地逼近地层实际情况。

2)知识面宽

    本书的内容涵盖了油气田勘探地质和开发地质的全部地下地质工作,涉及钻井、测井、测试、储层、构造、开发动态、提高采收率等众多学科,形成了从勘探到开发的地下地质的工作体系,这在我国已发表的教材和专著中尚属首次。

3)知识体系精

书中第一、二章阐述了单井的钻井、测井和测试的地质工作,第三章转为地层研究,在此基础上又引到第四章构造和第五章储层的研究,由点到面十分自然,也便于教学。第六章进行油藏评价、第七、八、九叁章为开发地质研究、最后是不同地质条件下提高采收率的方法。这种安排符合学生循序渐进学习地下地质知识的原则。

  四、应用与推广情况

该教材于20075月出版(此前已试用1年),根据出版社2008年底的统计,首次出版3000册,已销售2800册。在教学中主要反映出以下效果:

1全新的教学内容受到学生的广泛欢迎,使学生能够系统了解油藏和气藏在地质和开发所表现出来的不同特征,与现场生产联系十分紧密,使学生从枯燥的学习中解放出来,产生了浓厚的兴趣。

2书中的成果都是近年来的科研中的精华,在多年的科研实践中接受了考验,对学生今后的成长具有重要意义。

3培养大批人才,学生在毕业前广泛参加了相关的科研实践。

4教材编成后,向相关专业进行了推广,目前,地球化学专业、勘查技术与工程专业、地球物理专业,均参考和使用了该教材,取得了不错的效果。

5目前该教材也被指定为硕士研究生 博士研究生的参考教材,该教材对高级人才培养发挥了一定的作用。

6该书作为现场工程地质和工程开发技术人员指定的培训教材,到了广泛的欢迎,并给予了高度的评价。