陳中紅

中國石油大學（華東）地球科學與技術(shù)學院，山東 青島 266580

課程建設(shè)

“中外油氣田”課程改革與探索

陳中紅

中國石油大學（華東）地球科學與技術(shù)學院，山東 青島 266580

世界油氣勘探形勢的新發(fā)展，尤其是非常規(guī)能源的熱潮涌動，對石油地質(zhì)相關(guān)課程的設(shè)置和學生培養(yǎng)提出了更高要求?！爸型庥蜌馓铩闭n程作為一門與石油地質(zhì)有關(guān)的綜合性課程，需要進行相應改革。作為該課程的主講教師之一，在繼承和發(fā)展舊的課程教學內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體系，建立了與非常規(guī)油氣資源相關(guān)的新的教學內(nèi)容。同時加強和改進教學方法和教學手段，采用電化教學手段，提高教學效率；通過教學與科研相結(jié)合，及時反映前沿油氣勘探動態(tài)；通過課內(nèi)討論與課后大作業(yè)相結(jié)合，培養(yǎng)學生的研究型學習能力。

中外油氣田；石油地質(zhì)；教學改革

“中外油氣田”是中國石油大學資源勘查工程專業(yè)的主干專業(yè)課程之一，是一門有關(guān)油氣分布規(guī)律的綜合性課程，旨在拓寬學生知識面，提高學生石油地質(zhì)綜合素質(zhì)，培養(yǎng)專業(yè)知識全面的綜合型人才。該課程主要講述全球含油氣盆地及其油氣資源的分布特征，具體包括世界上主要含油氣盆地的油氣地質(zhì)特征、油氣聚集分布規(guī)律和不同類型盆地中油氣田形成的主控因素。進入21世紀以來，世界經(jīng)濟進入新的發(fā)展周期，各國對石油、天然氣資源的需求直線上升。面對巨大的能源需求，世界范圍內(nèi)的油氣產(chǎn)能建設(shè)和油氣生產(chǎn)卻相對不足，非常規(guī)石油天然氣資源開始受到更多的關(guān)注。因此，在新的形勢下，油氣資源的新類型、油氣分布規(guī)律的新理論及油氣勘探的新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。該課程如何適應新發(fā)展，讓學生能在該課的學習內(nèi)容上與時俱進，是我們要不斷思考的問題?；谶@些原因， 作為“中外油氣田”課程的主講教師之一，筆者在課程內(nèi)容建設(shè)和改革方面進行了一定的探索和實踐。

一、繼承與發(fā)展舊的課程教學內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體系

舊的教學內(nèi)容涵蓋了國內(nèi)外主要的含油氣盆地、大中型油氣田的特征介紹和傳統(tǒng)的油氣資源分布規(guī)律，是本課程的基礎(chǔ)。學生通過這些內(nèi)容的學習，能夠從總體上把握全球油氣資源的分布概況，對國內(nèi)外不同類型的含油氣盆地及大中型油氣田中油氣賦存的主控地質(zhì)因素有一個對比認識。但隨著油氣田的不斷勘探開發(fā)，早先獲得的一些油氣田的基本資料，如油田的一些數(shù)據(jù)會發(fā)生變化，甚至對一些油氣田的形成和油氣分布的認識也會改變，因此需要對舊的教學內(nèi)容進行改進和發(fā)展。

譬如，按以前的數(shù)據(jù)（表1），認為俄羅斯的烏連戈伊氣田（Urengoy）是世界上最大的氣田，然而現(xiàn)在認識到1991 年在伊朗境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的南帕爾斯(South Pars)氣田與原北方氣田從地質(zhì)意義上應歸為一個氣田（表2），只是由于伊朗和卡塔爾國界的分割，過去認為北方氣田僅限在卡塔爾范圍內(nèi)，南帕爾斯僅限在伊朗境內(nèi)，使得以前按兩個氣田進行統(tǒng)計分析[1]。按一個氣田進行統(tǒng)計，北方-南帕爾氣斯田（North-South Pars）儲量就達13.45萬億m3，名列世界第一。沙特阿拉伯的加瓦爾油田是以石油為主的油氣田，石油儲量為世界常規(guī)石油(不包括瀝青砂和重油)油田之首，在過去的10年里，其石油儲量增加140.3%，天然氣增加62.3%，天然氣從一般的大型氣田(儲量0.924萬億m3)增加到1.53萬億m3，名列大氣田的第15位。這些數(shù)據(jù)的變化傳遞給學生的信息是不僅世界特大氣田“世界第一”的變化，同時讓學生認識到，波斯灣盆地不僅是世界特大油田分布的集結(jié)地，也包含有世界特大氣田，這對該區(qū)油氣資源分布規(guī)律和地質(zhì)上的主控因素需要進行新的認識和評價。

表1 20世紀90年代初世界可采儲量大于1萬億m3的天然氣田

表2 21世紀初世界可采儲量大于1萬億m3的天然氣田

改進的舊的教學內(nèi)容包括以下三部分：

1.部分講述全球的油氣資源分布概況

主要說明世界主要含油氣盆地、大油氣田的地理分布及相互間的關(guān)系。通過對不同地區(qū)、不同層位油氣資源分布的情況，講述全球油氣資源在時間和空間上分布的不均一性；對不同構(gòu)造型式盆地（包括穩(wěn)定的地臺型盆地、被動大路邊緣盆地、克拉通內(nèi)裂谷、地塹、裂陷盆地、活動帶內(nèi)的中間地塊盆地）中油氣分布的統(tǒng)計分析，來闡明世界主要油氣資源及大油氣田的盆地構(gòu)造屬性；對世界主要油氣田的油氣藏類型（如背斜油氣藏、斷層油氣藏、地層超覆和地層削截不整合油氣藏、砂巖上傾尖滅和砂巖透鏡體巖性油氣藏、泥巖裂縫油氣藏等）的比例進行統(tǒng)計分析，來反映世界油氣藏類型的多樣性；對世界油氣田分布的儲層巖性（砂巖、碳酸鹽巖）、孔滲性進行統(tǒng)計分析，以及對世界主要氣田的氣源進行統(tǒng)計分析，來顯示世界油氣分布規(guī)律的復雜性。

2.國外主要的含油氣盆地和其中的大油氣田的基本概況和石油地質(zhì)特征

這些包括中東的波斯灣盆地、俄羅斯的西西伯利亞盆地、伏爾加-烏拉爾盆地、歐洲的北海盆地、非洲利比亞的錫爾特盆地、阿爾及利亞的三疊盆地、中南美洲的墨西哥灣盆地、委內(nèi)瑞拉的馬拉開波盆地及北美的主要含油氣區(qū)。主要油田介紹包括波斯灣地區(qū)沙特阿拉伯的加瓦爾油田和薩法尼亞油田、科威特的布爾干油田、伊拉克的基爾庫克油田、伊朗的加奇薩蘭和阿加賈里油田、俄羅斯的羅馬什金和薩莫特洛爾油田、北海地區(qū)的布倫特油田、墨西哥灣的雷薩諾油田和東德克薩斯油田，主要氣田包括波斯灣地區(qū)的北方-南帕爾斯氣田、西西伯利亞盆地的烏連戈伊氣田、麥德維熱氣田和奧倫堡凝析氣田、北海地區(qū)的格羅寧根氣田等。

3.國內(nèi)主要的含油氣盆地和其中的大油氣田的基本概況和石油地質(zhì)特征

這些含油氣盆地包括東部的松遼盆地和渤海灣盆地、中部的鄂爾多斯盆地和四川盆地及西部的準噶爾盆地、塔里木盆地、柴達木盆地，還有海域的南海等盆地。其中的主要油氣田介紹大慶油田、勝利油田、新疆油田、塔里木油田、長慶油田、四川油田、青海油田等。

在舊的教學內(nèi)容中，會突出重點，對具有相似構(gòu)造和地質(zhì)特征的盆地類型選出具有代表性的進行重點講解，其他相似的盆地可讓學生課后自己學習，這樣可以節(jié)約時間安排給新設(shè)定的教學內(nèi)容。同時，在講述國內(nèi)的盆地時，把中國最近幾年發(fā)現(xiàn)的重要油氣田給大家做一個介紹，包括在渤海灣灘海地區(qū)發(fā)現(xiàn)儲量規(guī)模達十億噸的淺層整裝大油田—冀東南堡油田，川東北地區(qū)發(fā)現(xiàn)的迄今為止國內(nèi)規(guī)模最大、豐度最高的特大型整裝海相氣田—普光氣田，國內(nèi)最大規(guī)模的巖性氣田—鄂爾多斯盆地蘇里格氣田等。

二、開發(fā)新的教學內(nèi)容

1.新的勘探形勢

舊的教學體系雖然在教學內(nèi)容和信息上有不斷更新和改進，但還難以與時俱進地跟上當今社會油氣能源工業(yè)發(fā)展的步伐，必須在新的能源勘探形勢下，發(fā)展新的教學內(nèi)容，建立新的教學體系。舊的教學內(nèi)容與能源新形勢的不完全匹配主要表現(xiàn)在舊的教學內(nèi)容基本是按傳統(tǒng)的油氣資源勘探形勢設(shè)置的，而傳統(tǒng)的或以前的油氣資源勘探形勢主要表現(xiàn)在對常規(guī)油氣資源的勘探，這些常規(guī)油氣資源主要包括構(gòu)造油氣藏、地層油氣藏、巖性油氣藏等，油氣藏的分布主要是中淺層，油層深度在3000m以內(nèi)占大多數(shù)。巖性主要為砂巖，碳酸鹽巖次之。以孔隙度10%～30%為主，滲透率以（10～100）×10-3um2為多，但高滲透率與低滲透率分布相對均勻。原油相對密度以0.75～0.85g/ml為主，特輕或特重較少。非常規(guī)油氣資源如頁巖氣和盆地深層的致密砂巖氣在傳統(tǒng)的油氣資源勘探形勢中不占重要地位，相應的舊的教學內(nèi)容內(nèi)容也鮮有涉及。

在新的形勢下，由于不斷攀升的能源需求和日益增大的能源壓力，讓非常規(guī)能源受到越來越多的重視。以頁巖氣為例，北美大陸近幾年在頁巖氣這一勘探領(lǐng)域的勃勃生機，讓天然氣家族中這一新成員在本次會議上備受關(guān)注，以頁巖氣為主的非常規(guī)能源被視為美國能源之未來。由于不斷攀升的能源需求和日益增大的能源壓力，讓頁巖氣這一非常規(guī)能源受到越來越多的重視。

美國對頁巖氣的勘探開發(fā)走在世界的前列，是目前頁巖氣大規(guī)模商業(yè)開發(fā)取得成功的唯一國家。1976年，美國能源部開始關(guān)注東部頁巖氣，就Antrim頁巖、Ohio頁巖、New A lbany頁巖、Barnett頁巖和Lew is頁巖等五大頁巖氣系統(tǒng)開展了針對頁巖氣地質(zhì)、地球化學和石油工程的研究[2]。加拿大緊隨其后，近年來也開展了頁巖氣的勘探及實驗研究，對泥盆系、石炭系和侏羅系頁巖氣的勘探潛力進行了評估[3-4]。

中國目前也在不斷借鑒北美頁巖氣的勘探成功經(jīng)驗，嘗試在頁巖氣勘探方面取得突破，以緩解中國目前日趨緊張的能源供求形勢。中國在2005年對頁巖氣前期調(diào)研，2006年與美國新田石油公司成立聯(lián)合研究項目組，開展了威遠氣田頁巖氣聯(lián)合評價。2007年對中國頁巖氣資源評價與有利勘探領(lǐng)域優(yōu)選，2008年進行頁巖氣關(guān)鍵技術(shù)重點實驗室建設(shè)及鉆探長芯1資料井并對威遠氣田頁巖段系統(tǒng)取巖心。2009年和挪威石油、?？松梨诼?lián)合研究，2011年國家科技部專門“973”立項“中國南方古生界頁巖氣賦存富集機理和資源潛力評價”，足以顯示當前和今后中國政府對頁巖氣這一非常規(guī)油氣資源的高度重視。

2.新的教學內(nèi)容

增加的非常規(guī)油氣資源內(nèi)容主要包括三個方面內(nèi)容：頁巖氣、致密氣和深盆隱蔽性油氣藏。

（1）頁巖氣形成與分布。在頁巖氣方面，主要以目前美國最主要的和勘探成功的含氣頁巖為例，包括Barnett頁巖、Haynesville/Bossier頁巖、Antrim頁巖、Fayetteville頁巖、Marcellus頁巖、New Albany頁巖、Woodford頁巖，介紹頁巖氣的分布、特征、成藏規(guī)律及勘探、開發(fā)技術(shù)。開設(shè)以下內(nèi)容：①頁巖氣概念、分布和勘探進展；②頁巖氣地質(zhì)及富集特征；③頁巖氣評價方法和資源潛力；④頁巖氣勘探和開發(fā)技術(shù)。將中國目前有資源潛力的頁巖如四川盆地筇竹寺組頁巖和美國主要含氣頁巖地質(zhì)特征進行類比分析，介紹中國目前的主要頁巖特征和資源潛力。

（2）致密砂巖氣形成與分布。致密砂巖氣又稱致密氣（Tight gas)，通常是指低滲透-特低滲透砂巖儲層中，無自然產(chǎn)能，需通過大規(guī)模壓裂或特殊采氣工藝技術(shù)才能產(chǎn)出具有經(jīng)濟價值的天然氣，致密砂巖氣藏多分布在盆地中心或盆地構(gòu)造的深部，呈大面積連續(xù)分布，故又稱為深盆氣藏、連續(xù)分布型氣藏。

自20世紀70年代以來，全球已發(fā)現(xiàn)或推測發(fā)育致密氣的盆地達到70余個，資源量約210萬億m3，2008年產(chǎn)量達到4320億m3，占世界天然氣總產(chǎn)量的1/7，已成為天然氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域。開設(shè)以下內(nèi)容：①致密氣概念和內(nèi)涵；②致密氣分布和勘探進展；③致密氣藏儲層評價；④致密氣藏類型和特征；⑤致密氣藏勘探實例分析；⑥國內(nèi)外致密砂巖氣展望。

（3）其他非常規(guī)能源形式。其他非常規(guī)能源還有天然氣水合物、油砂等。以天然氣水合物為例，天然氣水合物因其外觀象冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”或者“固體瓦斯”和“氣冰”。

“誰掌握天然氣水合物的開采技術(shù)，誰就可以執(zhí)21世紀世界能源之牛耳”。天然氣水合物作為21世紀的替代能源是世界能源發(fā)展的大趨勢。這不僅具有經(jīng)濟意義，而且具有政治意義。美國伍茲霍爾海洋研究所的一名科學家認為，天然氣水合物的開發(fā)利用可能改變世界能源結(jié)構(gòu)和對中東石油的重要性產(chǎn)生極大的影響。日本和印度在其領(lǐng)海中發(fā)現(xiàn)大量的天然氣水合物的礦藏，具有重大的地緣政治意義。這兩個國家已在大張旗鼓地研究開發(fā)和利用天然氣水合物。在未來社會中，天然氣水合物可能會成為一種重要的能源形式，因此這門課有必要讓學生對這些內(nèi)容有所了解。開設(shè)以下內(nèi)容：①天然氣水合物概念；②天然氣水合物分布和勘探進展；③天然氣水合物的資源潛力和勘探遠景評價。

三、改進教學方法和教學手段

中外油氣田這門課程是一門綜合性很強的地質(zhì)類課程，它與其他以介紹概念為主的地質(zhì)類課程不同，這門課程重在拓展學生的知識面，開闊學生的視野，培養(yǎng)學生較強的綜合分析能力，在教學方法上也同傳統(tǒng)的灌輸式會有所不同。加強和改進教學方法和教學手段主要表現(xiàn)在這以下幾方面。

1.采用電化教學手段，提高教學效率

本課程教學內(nèi)容豐富，教學信息量大，按照傳統(tǒng)的黑板板書式抄寫教學手段很難完成教學內(nèi)容和取得良好教學效果，同時各盆地和油氣田的講解都是在其各類地質(zhì)圖件的地質(zhì)基礎(chǔ)上進行的，必須依賴目前先進的電化教學手段，才能較好地講解課程內(nèi)容，提高教學效率。主要以多媒體方式為主，配合實際的大幅彩色掛圖，采用啟發(fā)引導、靈活互動的教學方法。在充分發(fā)揮多媒體教學集成大量信息、效率高等優(yōu)勢的同時，以板書等傳統(tǒng)課堂教學方式進行輔助，共同提高課堂教學效果。針對各盆地構(gòu)造和油氣分布特征，我們在教學中針對各相關(guān)盆地制作了大量彩色盆地構(gòu)造和油氣分布圖像；針對各盆地地層的分布和生油層、儲油層和封蓋層的分布，我們制作了相應的地層綜合柱狀圖，不同層系以不同的顏色標出；針對中國各主要含油氣盆地，我們從各油田上拿到了最近的油氣分布和勘探形式的大幅彩色掛圖，給學生以感性認識, 這種彩色圖畫的美感可提高學生興趣，同時可加強學生的理解和對相關(guān)信息的掌握。

2.教學與科研相結(jié)合，及時反映前沿油氣勘探動態(tài)

作為該課程的主講老師，我們一邊在給學生傳輸該課程有關(guān)的知識，另一邊又在進行著相關(guān)的油氣勘探研究工作。我們的科研方向是油氣地質(zhì)和勘探，針對中國各主要盆地的油氣勘探方面的問題進行研究，因此我們與中國一些主要油氣田有著密切的合作關(guān)系，能及時了解各主要油田的勘探動態(tài)和前沿的勘探技術(shù)。譬如我們目前與新疆油田有一個援疆項目，主要是對準噶爾盆地東部地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的克拉美麗石炭系火山巖油氣藏的油氣成藏機理與勘探實踐進行研究，克拉美麗石炭系火山巖油氣田是中國目前發(fā)現(xiàn)的最大的火山巖油氣田，具有一些特殊的天然氣分布規(guī)律和成藏機理。我們通過該項目的研究和對資料的掌握，能及時傳授給學生有關(guān)火山巖油氣藏這一重要非常規(guī)油氣藏的形成與分布內(nèi)容。

3.課內(nèi)討論與課后大作業(yè)相結(jié)合，提高學生研究生學習能力的培養(yǎng)

培養(yǎng)學生的綜合分析能力是本課程的特色。根據(jù)該課程的特點，除了教師的主講之外，還開展課堂討論和課后大作業(yè)，以發(fā)揮學生的主觀能動性，充分調(diào)動學生主動學習的積極性，培養(yǎng)學生的科研興趣、科學思維的能力，將素質(zhì)教育融入教學之中。我們會讓學生分成幾個小組，啟發(fā)學生思考一些問題，如融合所學知識， 圍繞教學大綱和課堂教學內(nèi)容的要求，討論一下中國西部準噶爾盆地為代表的前陸盆地油氣分布規(guī)律和油氣富集特征，中國東部以渤海灣盆地為代表的裂陷盆地油氣分布規(guī)律和油氣富集特征，兩種不同類型盆地油氣分布特征的差異。由于老師傳授的知識是針對各個盆地進行的，這些問題就需要學生把老師講授的東西串起來，進行綜合分析對比，找出它們的異同點。因此通過這些課堂專題討論，培養(yǎng)了學生的綜合分析能力和獨立思考的習慣，同時也鍛煉學生口頭表述能力和思辨能力，培養(yǎng)了學生主動參與教學的積極性。

在課后布置一些課內(nèi)知識延伸的大作業(yè)，以培養(yǎng)學生的自學能力。如介紹頁巖氣時，讓學生知道目前國外頁巖氣成功的勘探主要是海相頁巖，在中國塔里木盆地和南方古生界發(fā)育大面積海相頁巖，同時在中國東部中、新生代盆地中發(fā)育湖相頁巖，讓學生課后分析湖相頁巖氣形成、富集和海相頁巖氣形成、富集的差異。通過這些課后大作業(yè)，將學科中的某些前沿和存在的基本問題介紹給學生， 安排學生自學和獨立思考，培養(yǎng)學生自主學習能力和學生獨立思考問題的能力， 保持教學內(nèi)容新穎性和實踐性。在考核方式上的改革和考試內(nèi)容上加大主觀題的比例，注重試題的應用性、靈活性和綜合性，考核結(jié)果上加大平時成績的比例，以充分調(diào)動平時主動學習的積極性。

四、結(jié)論

“中外油氣田”這門課程的教學改革與探索是在應對世界非常規(guī)油氣能源形勢的大發(fā)熱潮下進行的。進一步加強“中外油氣田”教學內(nèi)容和課程體系的建設(shè)，改進教學方式，提高教學質(zhì)量和水平，是油氣勘探形勢的需要，也是培養(yǎng)高層次復合型人才的需要。

[1] 甘克文.概論全球油氣分布[J].石油科技論壇，2007，(30)，27-32.

[2] Curtis J B. Fractured shale gas system s [J]. AAPG Bulletin, 2002, 86 (11): 1921-1938.

[3] Ross D J K, Bustin R M. Characterizing the shale gas resource potential of Devonian-M ississippian strata in theWestern Canada sedimentary basin: App lication of an integrated formation evaluation[J].AAPG Bulletin, 2008, 92(1) : 87-125.

[4] Ross D J K,Bustin R M.The im portance of shale com position and pore structure upon gas storage potential of shale gas reservoirs [J]. M arine and Petroleum Geology, 2009, 26, 916–927.

Reform and Exp loration on the Course of Chinese and Foreign Oil and Gas Field

CHEN Zhong-hong
China University of Petroleum, Qingdao 266580, China

With the new trend for world oil and gas exploration, especially the surge of unconventional energy, the higher requirement was raised on petroleum geology courses setting and students training. As one of the comprehensive courses related to petroleum geology, the course of Chinese and foreign oil and gas f i eld needs to be reformed. As one of the major teachers on the course, the author inherited and developed the old teaching content and structure system of the course, setting up new teaching content related to unconventional oil and gas resources. At the same time, teaching methods were strengthened and improved: Using electronic teaching means to enhance teaching eff i ciency; combining the teaching and scientif i c research to ref l ect oil and gas exploration frontier in time; improving the students' learning ability through the discussion in class and project after class.

Chinese and foreign oil and gas f i eld; petroleum geology; teaching reform

G640

A

1006-9372 （2012）03-0033-05

2012-05-27。

陳中紅，男，副教授，主要從事油氣地質(zhì)與勘探的教學和研究工作。