李銘　劉麗　張承麗

摘 要：國內(nèi)的大部分與天然氣有關的教材主要分為兩大類，要么是全部偏向于理論加一小部分工程；要么就是大篇幅的工程，而理論方面略為單薄。此次教材改革在編寫上立足于滿足學生培養(yǎng)的需要，既要理論教學，又要傳授工程技術，所以該教材的內(nèi)容設計上能夠很好地滿足學生的課堂教學需要，能夠努力訓練學生對知識的實操性和綜合運用知識的能力。

關鍵詞：天然氣開采技術 教材編寫 教材改革

中圖分類號：G6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（a）-0071-02

《天然氣開采技術》課程是以油層物理、滲流力學等專業(yè)基礎課為先修課的專業(yè)課。主要介紹天然氣開采涉及的基本理論及其工藝技術。通過該課程的學習，應使學生掌握石油工程領域中廣泛應用的工藝技術及其基本原理，從而為學生學習后續(xù)專業(yè)選修課及未來從事天然氣工程的設計計算、應用研究及工程管理提供必備的專業(yè)知識。

1 教材改革的必要性

在教學中選用李士倫編著的《天然氣工程》 ，這本書共有11個章節(jié)，主要內(nèi)容涵蓋了天然氣的基本性質(zhì)、烴類流體相態(tài)、氣藏物質(zhì)平衡、儲量計算及采收率、氣井產(chǎn)能分析及設計、氣藏動態(tài)分析、氣井管流和節(jié)流、氣井生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)點分析、氣井井場工藝、氣井排水采氣、天然氣預處理及輕烴回收和氣井防腐。此書可以作為石油工程本科專業(yè)的教材，也可以作為油氣田開發(fā)工程和油氣井工程學科博士、碩士研究生的重要參考書，涉及的基礎理論有一定的深度、廣度。在教學實踐中，任課教師結合課程的培養(yǎng)目標和學生前期的課程學習，發(fā)現(xiàn)氣井管流和節(jié)流、氣井生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)點分析兩章內(nèi)容在學生學習《石油工程》課程時已經(jīng)學習了相關基本理論，在授課時這兩章內(nèi)容就不再為學生講授。此外，關于天然氣開采工藝方面也只是講授了水驅(qū)氣田中常見的排水采氣工藝，對于其他類型氣藏的開采沒有講述。同時針對目前關注度較高的非常規(guī)氣藏的開采沒有提及，對于氣藏開發(fā)過程中涉及的增產(chǎn)工藝也沒有論述。這些問題在教學環(huán)節(jié)中日益突出，為了更好地提升筆者學校石油工程專業(yè)學生的專業(yè)知識水平和素養(yǎng)，有必要根據(jù)教學需要重新編寫一本適合該專業(yè)培養(yǎng)方向的、能夠反映天然氣開發(fā)與開采的教材。

2 編寫教材的可行性

這次編寫計劃在該課程長期使用教案的基礎上集歷年教學和科研的實踐進行修改、補充、整理、納入近年來天然氣開采的新技術與新工藝等，使新教材具有時代氣息，與科學技術的發(fā)展同步。3名編寫者既是長期從事本課程教學5年以上的教學骨干，又有較高的專業(yè)技術水平，因此能夠保證教材編寫的質(zhì)量與專業(yè)技術水平。

課程組3位教師經(jīng)過多次教學研討后制定了可行的教材編寫計劃。以筆者學校教學計劃安排為依據(jù)，同時考慮到課程之間內(nèi)容的銜接和連貫性，堅決避免相同知識點的重復講解，并著重培養(yǎng)學生工程技術方面的理論和實踐分析問題能力，課程組對課程的講解內(nèi)容做了新的規(guī)劃和設計，即以《天然氣工程》主要內(nèi)容為基礎，同時章節(jié)進行了整合，由原來的11章調(diào)整為9章，包括：概述、天然氣的性質(zhì)、氣井產(chǎn)能分析及設計、儲量計算、氣藏動態(tài)分析、不同類型氣藏的采氣工藝、氣井增產(chǎn)措施、礦場天然氣集輸和氣井的安全。章節(jié)內(nèi)容均增加新的前沿認識，并調(diào)整了2章的內(nèi)容，采氣工藝這章由排水采氣擴展為不同類型氣藏的常見開采工藝，同時增加了氣井增產(chǎn)措施。這樣的改革和調(diào)整在實施過程中能夠?qū)崿F(xiàn)，且新教材能夠便于學生對該門課程的學習，同時進一步擴展學生對天然氣開采工程領域的相關知識，提升課程的理論和實踐并重的融合度。

考慮到石油工程寬專業(yè)知識面的需求，本教材在設計編撰內(nèi)容上注重體現(xiàn)教學內(nèi)容的“新、精、寬”特點，做到覆蓋天然氣開發(fā)開采及集輸?shù)乃协h(huán)節(jié)。

知識架構中涵蓋以下目標。

（1）從氣田開發(fā)大系統(tǒng)工程的角度，給學生呈現(xiàn)一個從開發(fā)、開采到礦場集輸處理的完整系統(tǒng)。

（2）收集天然氣開發(fā)、開采最基本較成熟的而又是最先進的知識、理論、方法和技術，保證知識的實用性。

（3）每章都設計習題，便于學生提升思考問題的能力。

（4）注意理論聯(lián)系實際，擴展現(xiàn)場實際應用分析，教導學生學以致用。

3 教材建設改革的夯實基礎

這本教材的編寫力求教學內(nèi)容與形式上的改革，改滿堂灌為理論教學與實踐教學相結合，以理論為指導，以工程實例分析為目的，實踐鞏固理論，理論指導實踐的循環(huán)教學模式，努力使學生將理論知識轉(zhuǎn)化為工作能力，達到學以致用的目的。在教材內(nèi)容上，也做了部分調(diào)整，強化了一些針對天然氣開采工程方面的內(nèi)容，如：不同類型氣藏的開采技術、氣藏的增產(chǎn)措施改造技術、礦場集輸?shù)?。弱化了一些有關氣井中氣體流動的一些章節(jié)的內(nèi)容，如：氣井管流及節(jié)流動態(tài)，氣井生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)點分析等。

授課教師已經(jīng)完成了5輪以上的教學任務，經(jīng)過多次修改講義、查找大量資料和組織探討，確立了教材編寫大綱，在現(xiàn)有教材的基礎上，整合相關的基礎理論內(nèi)容，擴展采氣工程方面的內(nèi)容，提高學生對相關技術的興趣和對理論知識的認識。

4 教材內(nèi)容特點

《天然氣開采技術》課程以油層物理、滲流力學等專業(yè)基礎課為先修課的專業(yè)課。主要介紹天然氣開采涉及的基本理論及其工藝技術。該課程內(nèi)容包括天然氣的物理化學性質(zhì)、烴類流體相態(tài)、氣井產(chǎn)能分析及設計、氣藏動態(tài)分析、排水采氣、特殊氣藏開發(fā)、氣井增產(chǎn)措施、礦場集輸、氣井安全等內(nèi)容。

相較于現(xiàn)有使用的教材《天然氣工程》，此次教材中編寫中增加了特殊氣藏開發(fā)和氣井增產(chǎn)措施兩部分內(nèi)容。

特殊氣藏開發(fā)這章，主要介紹不同類型的氣藏針對自身特點的相應特殊的開采工藝技術原理及施工工藝。

氣井增產(chǎn)措施這章，主要介紹在氣井生產(chǎn)過程中采用相應手段提高采氣量的技術。

學生學完本課程后應達到的知識與能力目標如下。

了解天然氣開采簡史；熟悉我國油氣資源和天然氣工業(yè)發(fā)展前景； 熟悉天然氣工程技術的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

掌握天然氣的組成和分類；掌握天然氣的有關物理化學性質(zhì)。

掌握油氣烴類體系的基本相態(tài)特征；熟悉常用狀態(tài)方程選擇和分析；掌握判斷油氣藏類型的主要方法。

掌握穩(wěn)態(tài)流動氣井產(chǎn)能公式；掌握擬穩(wěn)態(tài)流動氣井產(chǎn)能公式；熟悉氣井產(chǎn)能經(jīng)驗方程；掌握完井方式對氣流入井的影響。

了解氣田、凝析氣田開發(fā)方案編制流程；熟悉氣藏動態(tài)分析內(nèi)容；掌握氣藏類型的分析判斷；熟悉氣藏驅(qū)動方式分析；掌握氣井生產(chǎn)制度分析。

掌握氣井攜帶臨界流量的計算；掌握泡沫排水采氣的原理和方法；了解柱塞排水采氣的原理和方法；熟悉其它排水采氣工藝。

了解不同類型氣藏的開發(fā)特點和相應的開采技術原理。

了解氣井增產(chǎn)技術的機理和施工特點。

了解天然氣礦場集輸流程和管網(wǎng)；掌握節(jié)流調(diào)壓的作用和手段；熟悉節(jié)流過程和節(jié)流效應；了解氣液分離器的類型、原理、處理能力；掌握天然氣水合物生成條件的預測；掌握預防天然氣水合物生成的方法。

了解氣井腐蝕的機理及分類；了解氣井腐蝕的重要參數(shù)；了解防腐材料的選用；熟悉氣井的防腐設計；了解含硫化氫氣井的安全與防護。

5 結語

此次教材建設改革目的是把突出知識的應用性、實踐性作為教材改革的重中之重，因而非常注重對學生對知識應用能力的培養(yǎng)。大多章節(jié)采用結合采氣工程實際教學，通過案例對學生進行實訓，經(jīng)過對整門課程的系統(tǒng)學習，使學生掌握分析問題的思路和方法，以達到能夠綜合地應用天然氣開采技術的理論知識，解決工程建設中的實際問題，使學生基本形成工程師應具備的基本能力。

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