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基于3D打印技術(shù)的石油運(yùn)聚實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

2024-08-28 00:00:00鄒賢利徐伯東劉勁松許濤陳剛強(qiáng)馮沖
高教學(xué)刊 2024年26期

摘 要:地下的原油運(yùn)移和聚集成藏是石油高校的核心教學(xué)內(nèi)容。由于單純理論授課和缺少實(shí)物模型模擬實(shí)驗(yàn),導(dǎo)致學(xué)生對(duì)石油在地下的運(yùn)移機(jī)理和聚集模式認(rèn)識(shí)模糊,因此需要借助高科技手段進(jìn)行嘗試和探索。作者利用3D打印技術(shù)完成教材中的經(jīng)典石油運(yùn)聚模式,以差異聚集模型、斷層運(yùn)移模型和蓋層封閉模型為例,注入油氣觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程和分析原油運(yùn)聚模式,闡述3D打印技術(shù)與石油專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的交叉融合。經(jīng)實(shí)踐證明,該研究可以為石油地質(zhì)核心課程提供典型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,突破學(xué)生對(duì)抽象油氣運(yùn)聚模式的理解瓶頸,不僅提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,還能激發(fā)其主動(dòng)探索的創(chuàng)新思維,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力具有重要意義。

關(guān)鍵詞:3D打??;原油運(yùn)移;創(chuàng)新思維;石油地質(zhì)學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2096-000X(2024)26-0015-04

Abstract: Underground crude oil migration and accumulation are the core teaching contents of petroleum colleges and universities. Due to the simple theoretical teaching and the lack of physical model simulation experiment, students have a vague understanding of the underground migration mechanism and accumulation mode of oil, so it is necessary to try and explore with the help of high-tech technical means. The author applied 3D printing technology to complete the classic oil migration and accumulation mode in the textbook,and takes differential accumulation model, fault migration model and cap seal model as examples to observe the experimental process of oil injection and analyze the crude oil migration and accumulation model, and expounds the cross integration of 3D printing technology and experimental teaching of petroleum major. The practice has proved that this study can provide typical experimental teaching content for the core courses of petroleum geology, break through the bottleneck of students'understanding of abstract oil and gas migration and accumulation mode, not only improve students' interest in experiments, but also stimulate their innovative thinking of active exploration, which is of great significance for cultivating students' engineering practice ability and innovation ability.

Keywords: 3D print; oil migration; innovative thinking; petroleum geology; experimental teaching

3D打印技術(shù)也被稱作快速成型技術(shù),誕生于20世紀(jì)80年代后期,是一種新型的制造和加工工藝,以數(shù)字模型(3D設(shè)計(jì)文件)為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過(guò)3D打印機(jī),逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的制造技術(shù)[1-2]。由于其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用等領(lǐng)域的廣泛性得到快速發(fā)展,并逐步向工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域過(guò)渡,它被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”[3-5]。作為前沿?zé)狳c(diǎn)制造技術(shù),3D打印技術(shù)已逐步應(yīng)用于航天、軍工、石油和醫(yī)療等領(lǐng)域[3-6]。早在2013年,中國(guó)石化工程技術(shù)人員就曾使用3D打印技術(shù)制作地下氣層通道的精細(xì)模型,預(yù)測(cè)和指導(dǎo)普光天然氣田的開(kāi)發(fā),使鉆井成功率明顯提高,克服了世界性難題,也證明了3D打印技術(shù)應(yīng)用于油氣資源領(lǐng)域的準(zhǔn)確性和可行性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法改革要緊跟工業(yè)界發(fā)展形勢(shì),因此3D打印實(shí)驗(yàn)教學(xué)也將在教育領(lǐng)域的手段和思維方面帶來(lái)重大變革[6-7]。實(shí)體模型是實(shí)驗(yàn)研究最直接有效的工具,3D打印技術(shù)制作模型具有可個(gè)性化設(shè)計(jì),制作過(guò)程相比于傳統(tǒng)工藝簡(jiǎn)便,生產(chǎn)周期短等優(yōu)勢(shì),在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力等方面能起到關(guān)鍵的作用[8-10]。2012年,《教育部、財(cái)政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計(jì)劃的意見(jiàn)》(教技〔2012〕6號(hào))明確指出改進(jìn)和加強(qiáng)工科專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,著重培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐能力。原油和天然氣作為能源戰(zhàn)略的核心,各個(gè)國(guó)家均已認(rèn)識(shí)到人才培養(yǎng)和隊(duì)伍建設(shè)是油氣勘探的首要任務(wù),高層次應(yīng)用型人才成為了重要競(jìng)爭(zhēng)力,因此深入研究如何將高新技術(shù)融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)造能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一 3D打印技術(shù)在石油地質(zhì)教學(xué)中的重要意義

石油的賦存條件和產(chǎn)出狀態(tài)以及油藏的富集分布規(guī)律是指導(dǎo)石油勘探和開(kāi)發(fā)的理論基礎(chǔ)[11],搞清楚油氣藏形成和分布規(guī)律對(duì)石油勘探有非常重要的意義。地質(zhì)學(xué)家對(duì)石油與天然氣在地下究竟是怎樣運(yùn)移和形成油氣藏的認(rèn)識(shí)并不十分準(zhǔn)確[12-13],地下石油運(yùn)移和聚集成藏往往需要經(jīng)歷百萬(wàn)年的時(shí)間,地質(zhì)學(xué)家很難直觀地觀測(cè)到石油的運(yùn)移方向和聚集模式,目前主要依靠實(shí)驗(yàn)分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行推測(cè)。現(xiàn)階段的3D打印技術(shù)在油氣資源的應(yīng)用主要體現(xiàn)在油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方面,在石油勘探開(kāi)發(fā)前期,3D打印將為開(kāi)展成巖成因機(jī)理、沉積學(xué)理論、巖石聲學(xué)物理測(cè)量等基礎(chǔ)問(wèn)題的研究提供實(shí)驗(yàn)手段[10]。目前正在探索和完善油氣儲(chǔ)層成巖機(jī)制、巖石物質(zhì)組成、沉積相沉積環(huán)境、內(nèi)部孔喉結(jié)構(gòu)分布及流體流動(dòng)規(guī)律、巖石力學(xué)聲學(xué)的物理響應(yīng)機(jī)理、解釋方法及含油氣性評(píng)價(jià)方法[14]。在課堂教學(xué)中石油的運(yùn)移和聚集過(guò)程顯得非常抽象且空洞,同學(xué)們普遍反映在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在困難。

近年來(lái),培養(yǎng)掌握石油地質(zhì)工程專業(yè)理論知識(shí),具有較強(qiáng)解決實(shí)際問(wèn)題能力的創(chuàng)新復(fù)合型人才成為石油高校教育研究重點(diǎn)。學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是工科專業(yè)重中之重,培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐能力需要加強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力等方面起著關(guān)鍵作用[15-16],在培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)動(dòng)手實(shí)踐能力、激發(fā)創(chuàng)新思維方面起到至關(guān)重要的作用。通過(guò)對(duì)國(guó)外高校相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)方案調(diào)研,各知名高校培養(yǎng)方式多樣化,更側(cè)重于個(gè)人與團(tuán)隊(duì)合作能力的塑造,目的直接指向現(xiàn)代工業(yè)的需求,隨著在校學(xué)生規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及優(yōu)質(zhì)科研資源的快速積累,如何提高自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比例、及時(shí)將石油開(kāi)發(fā)新技術(shù)融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中、積極探索石油專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式成為學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求的研究熱點(diǎn)[17-18]。本次研究通過(guò)將3D打印技術(shù)引入專業(yè)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,使地下油氣藏由“想象”變?yōu)椤艾F(xiàn)實(shí)”。教育實(shí)踐證明,3D打印技術(shù)的研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式不僅能夠幫助學(xué)生理解教材中的概念模型,還極大地提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索的創(chuàng)新思維,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力具有重要意義。

二 3D打印技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

石油在地下運(yùn)移和聚集的模型有很多,在《石油地質(zhì)學(xué)》課本及油田實(shí)際勘探中,石油有多種運(yùn)移通道和油氣聚集模式。選擇什么樣的模型讓學(xué)生能在有限的時(shí)間內(nèi)完成,且便于后期直觀的實(shí)驗(yàn)觀察,綜合各種因素考慮,本次研究選取三種較簡(jiǎn)單又具有代表性的模型進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)繪圖用到SOLIDWORKS機(jī)械制圖軟件,3D打印耗材為PLA材料,3D打印機(jī)型號(hào)為創(chuàng)想三維CR-5060。

(一) 油氣差異聚集實(shí)驗(yàn)

油氣的差異聚集原理是石油地質(zhì)學(xué)課程中油氣運(yùn)移的重點(diǎn)內(nèi)容,如圖1(a)所示在區(qū)域性的傾斜背景下,連通的儲(chǔ)集層存在一系列溢出點(diǎn)海拔依次增高的圈閉,則會(huì)形成油氣差異聚集現(xiàn)象。在油田勘探過(guò)程中,也發(fā)現(xiàn)較多的此類油氣運(yùn)移聚集模式,由下往上分別為純氣藏、油氣藏、純油藏。學(xué)生通過(guò)軟件繪制出模型示意圖,并通過(guò)3D打印機(jī)打印出模型進(jìn)行組裝,模擬地質(zhì)條件,最后進(jìn)行注油和注氣實(shí)驗(yàn)(圖1(b)),第一階段在模型底部慢慢充注原油,原油首先沖滿第一個(gè)圈閉,持續(xù)充注,原油依次沖滿2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)圈閉,整個(gè)過(guò)程可清晰地觀察到原油的運(yùn)移過(guò)程。第二階段充注氣體,發(fā)現(xiàn)氣體的運(yùn)移與實(shí)驗(yàn)充注的速度有關(guān)系,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出與油田實(shí)際勘探中相似的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也存在與教材有出入的情況,給實(shí)驗(yàn)人員留下思考的空間,為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思考能力。

(二) 斷層運(yùn)移實(shí)驗(yàn)

斷層中石油運(yùn)移模型能非常直觀地觀察石油的運(yùn)移過(guò)程。當(dāng)?shù)叵聵?gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,巖層所受的力超過(guò)了巖層所能承受的強(qiáng)度,巖體就會(huì)破裂,只有當(dāng)斷裂兩側(cè)的巖體沿?cái)嗔衙姘l(fā)生明顯的錯(cuò)動(dòng)和位移時(shí),稱之為斷層(圖2(a))。斷層是油氣運(yùn)移的主要通道和高速通道,但是斷層也可以封堵油氣形成斷層圈閉油氣藏[13]。斷層相對(duì)于油氣的運(yùn)移和封堵是油氣地質(zhì)學(xué)家研究的重難點(diǎn),可利用不同角度的斷層模型實(shí)驗(yàn),探討不同產(chǎn)狀斷層對(duì)石油運(yùn)移和聚集的影響因素。實(shí)驗(yàn)過(guò)程比較簡(jiǎn)單,在斷層底部注入原油,原油沿著斷層往上運(yùn)移,觀察不同角度斷層對(duì)原油的不同疏導(dǎo)作用(圖2(b))。斷層角度較小,原油沿著斷層全部運(yùn)移到儲(chǔ)層中,并沒(méi)有沿著斷層頂部散失。斷層角度稍大時(shí),部分原油沿著斷層運(yùn)移到儲(chǔ)層中,部分原油沿著斷層頂部散失。斷層角度調(diào)高,大部分原油沿著斷層頂部流失,幾乎很少原油能運(yùn)移到儲(chǔ)層中。本次實(shí)驗(yàn)效果較好,能夠清晰地觀察到原油運(yùn)移的整個(gè)運(yùn)移過(guò)程,考察了實(shí)際地質(zhì)體中不同產(chǎn)狀的斷層對(duì)石油運(yùn)移的影響。

(三) 不同孔隙封閉油氣突破實(shí)驗(yàn)

蓋層的封閉性模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)P褪涂碧街猩w層的封閉能力非常重要,地下儲(chǔ)集層中的原油具有浮力向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),需要不滲透層向上蓋住才能保證油氣得以保存不至于散失掉,這樣的不滲透層就是蓋層,即蓋層為油氣藏保存的保護(hù)層[12]。蓋層也具有一定的孔隙,原油受到油水界面張力引起的毛細(xì)管力而被封閉在儲(chǔ)層中(圖3(a)),蓋層毛細(xì)管力的大小與毛細(xì)管半徑和潤(rùn)濕角有關(guān)系,蓋層的孔隙半徑越小,封閉能力越強(qiáng)。本次實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)測(cè)試不同半徑的蓋層對(duì)原油和氣體的封閉能力,打印不同的錐形模型,錐形模具中分別為不同半徑的連通孔(圖3(b)),將大孔模型放入透明水槽中,慢慢注入水,可觀察到模型中的水與水槽中的水上升速度相同,直到水全部淹沒(méi)模型,模型中沒(méi)有氣體,說(shuō)明大孔對(duì)氣體沒(méi)有封閉能力。繼續(xù)在模型底部注入原油,原油沿著模型底部向上運(yùn)移,當(dāng)原油在模型充注的厚度越來(lái)越高時(shí),原油開(kāi)始往外滲流,直到剩下約1 cm的油柱,說(shuō)明大孔產(chǎn)生的毛細(xì)管力不能封閉天然氣,只能封閉少量的原油。采用相同的方法對(duì)小孔模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)小孔模型上部為氣體,下部為原油,說(shuō)明小孔模型不僅能封閉氣體,還能封閉更高的油柱。本實(shí)驗(yàn)?zāi)>吣軌蚍治霾煌紫栋霃降纳w層對(duì)原油的封閉高度,依此分析不同半徑的蓋層對(duì)原油和氣體的封閉能力。

油氣運(yùn)移和聚集模式被深埋在地下,對(duì)于初學(xué)者甚至石油地質(zhì)學(xué)家均有一定的理解難度。對(duì)于相同的內(nèi)容,實(shí)踐操作往往比理論授課耗時(shí)更少,效果更佳。實(shí)驗(yàn)教學(xué)建立在理論知識(shí)之上,老師先通過(guò)課堂授課,利用石油地質(zhì)學(xué)等經(jīng)典課程讓同學(xué)們對(duì)埋藏于地下的原油聚集有一個(gè)初步的概念,再利用已有模式圖引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,接下來(lái)就是以學(xué)生自身為主體進(jìn)行的軟件建模、打印實(shí)體、模型處理、注油實(shí)驗(yàn)和總結(jié)報(bào)告等具體工作。本次研究將3D打印技術(shù)與油氣的運(yùn)聚模式交叉融合,通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生直觀形象地觀察油氣在地下的運(yùn)移和聚集過(guò)程,并總結(jié)所學(xué)專業(yè)知識(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋,提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索的創(chuàng)新思維,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力具有重要意義。資源勘查工程專業(yè)(以下簡(jiǎn)稱“本專業(yè)”)學(xué)生在專業(yè)老師的指導(dǎo)下,應(yīng)用3D打印技術(shù)制作課堂教具和實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,累?jì)參加科創(chuàng)類項(xiàng)目和競(jìng)賽4項(xiàng),其中自治區(qū)級(jí)1項(xiàng),國(guó)家級(jí)1項(xiàng)。

三 實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景

3D打印技術(shù)引進(jìn)和應(yīng)用,由于不需要生產(chǎn)線,極大地削減了制作教具的成本,同時(shí)也可以制作傳統(tǒng)工藝無(wú)法完成的膠結(jié)、溶蝕等特殊模型,優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新類競(jìng)賽的思路,同時(shí)也降低了教師在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中的難度,形成了良好的教學(xué)和科研氛圍。在抓好經(jīng)典理論課程授課之外,結(jié)合現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展和技術(shù)革新,學(xué)校愈加重視實(shí)踐性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,目前實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備項(xiàng)目齊全,對(duì)全院老師和學(xué)生開(kāi)設(shè)各類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。上文所述的3種模型僅為眾多實(shí)驗(yàn)中的少部分,利用該技術(shù),油氣藏的運(yùn)移過(guò)程、油氣藏保存形態(tài)、物理特征等均可以實(shí)現(xiàn)“可視化”和“實(shí)體化”,依此可以看出3D打印技術(shù)可以很好地融入本專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中,能夠提升石油高校已有核心課程的水平。由于操作步驟簡(jiǎn)單易學(xué),實(shí)驗(yàn)過(guò)程趣味性強(qiáng),在專業(yè)及校內(nèi)產(chǎn)生了很好的輻射和示范作用,實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新型項(xiàng)目報(bào)名踴躍,并取得較為滿意的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新成果,形成了學(xué)生自主學(xué)習(xí),自主實(shí)驗(yàn)的良好科研局面。

我國(guó)持久處于油氣資源缺口巨大的境況,其中油氣勘探領(lǐng)域的人才培養(yǎng)是重中之重,人才培養(yǎng)應(yīng)適應(yīng)于長(zhǎng)遠(yuǎn)的資源戰(zhàn)略和社會(huì)科技的發(fā)展。近年來(lái)國(guó)家和企業(yè)對(duì)創(chuàng)新型和工匠型人才格外重視,以應(yīng)用實(shí)踐能力為導(dǎo)向的工作理念指導(dǎo)下,盡早培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維成為本專業(yè)乃至全國(guó)石油高校的重要教學(xué)目標(biāo)。石油院校應(yīng)該始終堅(jiān)持以國(guó)家能源戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向,堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略和“搭建平臺(tái)、凝聚團(tuán)隊(duì)、承擔(dān)項(xiàng)目、形成成果、作出貢獻(xiàn)”的科研發(fā)展思路。為積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召和國(guó)家能源戰(zhàn)略的迫切需要,校區(qū)教育教學(xué)以新工科建設(shè)為指導(dǎo),強(qiáng)化科技創(chuàng)新和理論實(shí)踐結(jié)合,注重深化產(chǎn)教融合,推進(jìn)校企合作,極大發(fā)揮協(xié)同育人機(jī)制,助力行業(yè)高校培養(yǎng)服務(wù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才,從挖掘創(chuàng)新潛力、激發(fā)科研熱情、提升科研能力三個(gè)方面發(fā)力,扎實(shí)有序地推動(dòng)學(xué)院創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè),“以學(xué)促能”,引導(dǎo)學(xué)生弘揚(yáng)好石油精神,為國(guó)家能源事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展作出新貢獻(xiàn)。隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟和廣泛應(yīng)用,其在理論和實(shí)驗(yàn)間的“橋梁”作用和優(yōu)勢(shì)也愈加凸顯,能很好地解決制約研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展的物理模型制作瓶頸問(wèn)題。我們也將不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè),持續(xù)深化教育教學(xué)改革,充分發(fā)揮石油地質(zhì)專業(yè)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量,為學(xué)生以后成為油氣行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的頂尖人才和技術(shù)骨干打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3D打印技術(shù)能夠在石油勘探實(shí)驗(yàn)教學(xué)中起到創(chuàng)新革新的重要作用,未來(lái)在解決材料和設(shè)備條件的基礎(chǔ)上會(huì)有更大的應(yīng)用前景:①材料問(wèn)題,由于需要觀察原油的運(yùn)移過(guò)程,所以實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷耐该鞫戎陵P(guān)重要,但是現(xiàn)在市面可見(jiàn)的PLA、ABS等常見(jiàn)打印耗材的透明度并不是很高,隨著技術(shù)的發(fā)展和成熟,透明度較高的材料能夠帶來(lái)更好的實(shí)驗(yàn)效果。②打印尺寸,由于原油的排出和聚集是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化過(guò)程中發(fā)生的,所以實(shí)驗(yàn)在大尺寸的模具中進(jìn)行會(huì)更具有說(shuō)服力,雖然本實(shí)驗(yàn)使用了工業(yè)級(jí)3D打印機(jī),但是模型尺寸還是不能滿足實(shí)驗(yàn)需求。目前已有能夠應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的3D打印技術(shù),若盡早引入教育行業(yè),將會(huì)帶來(lái)更佳的效果。

四 結(jié)束語(yǔ)

把“想象”變?yōu)椤艾F(xiàn)實(shí)”。3D打印技術(shù)與石油地質(zhì)學(xué)科的深度融合,實(shí)現(xiàn)了任意實(shí)際地質(zhì)模型的個(gè)性化制備,用現(xiàn)實(shí)模型引出深埋地下的抽象地質(zhì)概念,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的抽象概念或者科學(xué)過(guò)程進(jìn)行可視化展現(xiàn),使學(xué)生可以基于物理模型自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),獲得更多的認(rèn)知體驗(yàn),培育創(chuàng)新思維。

將科研轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源。3D打印技術(shù)為學(xué)生提供了自主設(shè)計(jì)、制備地質(zhì)模型的途徑,有利于研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展。隨著在校學(xué)生規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及優(yōu)質(zhì)科研資源的快速積累,如何提高自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比例,及時(shí)將石油勘探新技術(shù)融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,積極探索石油工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式成為學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求的研究熱點(diǎn)。

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基金項(xiàng)目:新疆維吾爾自治區(qū)高校本科教育教學(xué)研究和改革項(xiàng)目“石油地質(zhì)實(shí)習(xí)基地建設(shè)”(XJGXPTJG-202299)

第一作者簡(jiǎn)介:鄒賢利(1986-),男,漢族,四川隆昌人,博士,副教授,碩士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)橛蜌膺\(yùn)移及油氣成藏。

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