让学生逐梦深海油气

我们的记者温彩飞通讯员杨玉峰曾小姐

“钻井深度为2000米，循环压力为7.65兆帕，泵速为每分钟30冲程，钻柱连接到立管，拔出卡瓦，释放钻柱……”在海上油气生产的全尺寸虚拟实验室中，大屏幕上的钻柱缓慢下降，突然响起警报，表示发生溢流事故。西南石油大学海洋石油与天然气工程专业的本科生王东正在进行深海钻探，他立即停止了转盘，观察设备指标，重新计算，最后解除了警报。

在西南石油大学海上油气开采虚拟模拟实验室(以下简称虚拟模拟实验室)中，这种*实验探索随时进行。在学生眼中，这更像是看3D电影，激发每个人的创作灵感。

解决异地问题的虚拟教学

四川自古以来被称为“陆海”、“天府”。它距离东海和南海都有近2000公里。在内陆办学决定了教授近海石油和天然气专业是不可能的。然而，这并没有困扰西南石油大学。在2011年开始专业建设时，他们规划并设计了一个世界上第一个全尺寸虚拟实验室，该实验室完全复制了平台和集成操作，如海上钻井和石油生产。

从设计和建造，到实验材料，到设备调试，整个实验室的设计堪称卓越西南石油大学副校长郭建春表示，该虚拟实验室旨在让学生通过交叉体验，掌握海上油气勘探开发的各种技术和流程。

同时，学校还建立了世界上第一个海洋非成岩天然气水合物固体流态化开采实验室，建立了国内领先的海洋油气工程实验室，自主开发了“海洋波浪与海流联产实验水槽”等八套特色实验教学体系，为学生开展自主创新实验和数值模拟研究提供了平台。

“学生们第一次去的时候，他们都惊呼‘太棒了’！每个人都有机会做到这一点，并感觉自己处于一个生产环境中。”海洋石油和天然气专业的本科生刘洋告诉《中国科学》。

与虚拟仿真实验室的“亲密”接触在学校分为三个阶段。海洋油气工程教研室主任杨志表示，第一阶段是感性认识，组织新生参观，强化专业认同。第二阶段是课程学习，在虚拟仿真实验室进行了一些实验。第三阶段是课外开放实验，学生自主选择创新课题，在虚拟仿真平台上进行拓展研究。

值得一提的是，在老师和学生的共同努力下，虚拟仿真实验室也能不断完善其功能。例如，模拟钻井过去只能完成初始钻井过程，而不能完成最终完井过程。通过教师和学生的模拟开发，整个过程变得更加完善。另外，就像刚开始的场景一样，虚拟实验中会随机出现各种故障，如井喷、井漏等突发事件，要求学生完成应急操作，从而不断提高他们的综合训练能力。

基于现实与现实相结合的工程训练

完成上述实践教学任务的学生，就像玩“通关”游戏一样，将在大三暑假期间来到天津中海石油培训基地。

当10000平方米的全尺寸海洋模拟平台展示在刘洋面前时，他的眼睛“突然睁开，他明显感觉到设备非常大”。

“学校和工厂的虚拟仿真的最大区别在于，前者是虚拟实验室，后者是物理仿真工厂。”刘洋说道。

杨志告诉记者，由于海上作业的高安全要求，即使是正式员工也不能在没有获得“海上作业五小证书”的情况下登上作业平台。因此，1: 1模拟平台已经成为新员工和大学生练习的最佳场所。

“与简单的理论学习相比，企业课程从最初的地质到油藏，再到钻井、完井和采油过程，首先讲解理论，然后讲解现场知识，不仅让我们感受到不同岗位的职责，也感受到工作中的实际风险。”例如，刘洋在打开阀门时，操作者必须站在阀门的一侧，面对阀门打开时造成的高压伤害，“这确实需要在工厂里了解”。

他不止如此。在中海石油研究院，配备远程专家辅助系统的司钻平台引起了刘洋的注意。“即使远程海上作业存在问题，远程制导也可以通过该系统实现。它充满了科技感。”刘洋说道。

事实上，西南石油大学在学生培养方面有着悠久的校企合作历史。杨志表示，从专业建设开始，学校就邀请中海油专家指导培训项目和教材编写。

值得一提的是，在短短四年时间里，在学校和企业的共同努力下，该团队编辑出版了19本教材，编辑出版了1本国家规划教材。其中，13本教科书被7所姐妹大学采用。电子科技大学校长、中国工程院院士李称赞他“填补了该领域教学理论的空白”。

第二课堂拓宽内涵

在西南石油大学逸夫楼，70多名海洋油气工程专业的本科生正在紧张地竞争。比赛持续一个小时，每个人都必须为PIPESIM(广泛用于油田的工程设计软件)设计的问题设计程序。该计划将尽快提交，教师将邀请外部专家共同评估设计的可行性。

第二课是工程建设中最重要的一课。在西南石油大学，该校不仅邀请了商界人士和校友到该校进行技术讲座和工程软件培训，还与中海油的专家合作，通过专业竞赛，对学生的工程软件和办公软件的学习效果进行测试。

使用软件模拟现场环境、解决复杂问题和预测问题趋势是现代实际生产中的常见应用。然而，由于课时有限，一些实用软件不得不移到第二节课。

“我们的竞争是基于海上油田的现实。要求学生设计并使用通用办公软件PPT和Excel来显示它。除了专业知识，我们还注重一般知识的学习。参加比赛不仅可以获得学分，还可以获得证书等奖励，这相当于给未来的就业增加了一个砝码。”杨志说道。

近年来，海洋石油与天然气工程专业的学生已经从小型竞赛转向大型竞赛，并在石油工程设计竞赛和国际钻井平台设计竞赛中取得了许多成功。学科竞赛有17个*以上奖项和10个省部级奖项。大学生课外创新实践覆盖率达到100%，首批毕业生就业率超过90%。

赢得国际海洋钻井平台设计竞赛的毕业生李俊说:“丰富的实验实践体系拓宽了第二课堂的内涵，我们可以在第二课堂上进行开放实验、开展科技实践活动、完成课程设计、准备学科竞赛等。，提高我们的实践能力和创新意识。”

“正是因为我在学校的知识储备，我才能够平稳过渡到工作岗位。”曾在中海油工作的学生饶兴龙表示，深水钻井平台就像一片漂浮的陆地，作为一名当代海洋油气专业的学生，“我们已经准备好迎接挑战”

《中国科学新闻》(第六版，2017年12月26日)