本發(fā)明涉及石油與天然氣工程，具體涉及一種交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、非常規(guī)油氣藏是指油氣藏特征、成藏機(jī)理及開采技術(shù)有別于常規(guī)油氣藏的石油天然氣礦藏，其資源規(guī)模大、儲層物性差，一般孔隙度小于10％，滲透率小于1md，資源量較大但采收率較低，難以采用常規(guī)方法和技術(shù)手段進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性勘探開發(fā)。所以，對于非常規(guī)資源的評價(jià)更注重資源有效性的評價(jià)，更加關(guān)注資源的可采性和可采資源儲量。

2、石油與天然氣工程專業(yè)課程教學(xué)中，以常規(guī)油氣藏特征、物性及相關(guān)評價(jià)測試方法為基礎(chǔ)和重點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上引入和拓展與非常規(guī)油氣藏相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。油氣藏儲層物性測試涉及到孔隙度、滲透率、比表面積、孔徑分布、微觀孔隙結(jié)構(gòu)等眾多物性參數(shù)，實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，由于缺少模擬操作實(shí)驗(yàn)與虛擬仿真教學(xué)資料，學(xué)生學(xué)習(xí)一般僅能基于教材與課件的感性認(rèn)識，缺乏關(guān)于非常規(guī)油氣藏儲層物性測試相關(guān)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)備構(gòu)成以及實(shí)驗(yàn)流程的操作學(xué)習(xí)與理解。作為認(rèn)知主體的學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過程中常常處于被動(dòng)接受知識的狀態(tài)，針對非常規(guī)油氣藏儲層等行業(yè)關(guān)鍵知識的自主學(xué)習(xí)具有一定的盲目性和局限性。

3、由于基于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)，學(xué)生難以對非常規(guī)油氣藏儲層不同物性參數(shù)測試方法之進(jìn)行對比與聯(lián)系，無法在有限的課堂時(shí)間內(nèi)完全掌握不同儲層物性參數(shù)的測試原理與方法。因此，亟需建設(shè)一種交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決上述問題，提出了一種交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置及方法，基于數(shù)字化教學(xué)技術(shù)，以學(xué)生為中心，將非常規(guī)儲層的多種物性評價(jià)參數(shù)實(shí)驗(yàn)測試過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過程有機(jī)融合統(tǒng)一布局在交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，交互式的進(jìn)行非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)教學(xué)，提高了學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)效果和認(rèn)知水平，有效解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂的不足。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置，包括教師端、學(xué)生端和交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)；

4、所述交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)包括儲層物性測試與評價(jià)學(xué)習(xí)模塊和考試模塊，其中，所述儲層物性測試與評價(jià)學(xué)習(xí)模塊內(nèi)設(shè)置有學(xué)習(xí)資料模塊和儲層物性測試模塊，所述儲層物性測試模塊內(nèi)設(shè)置有多個(gè)測試模塊，用于學(xué)習(xí)儲層物性參數(shù)的測試方法；所述考試模塊用于檢測學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況；

5、所述交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)置于教師端內(nèi)；

6、所述教師端用于設(shè)置并控制交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)；

7、所述學(xué)生端用于學(xué)習(xí)者進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和模擬操作，通過連接虛擬仿真資源網(wǎng)站訪問交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。

8、優(yōu)選地，所述學(xué)習(xí)資料模塊內(nèi)設(shè)置有常規(guī)油氣藏儲層和非常規(guī)油氣藏儲層的基本物性參數(shù)介紹、物性參數(shù)測試原理和物性參數(shù)測試方法的教學(xué)資料，用于學(xué)習(xí)者自主瀏覽學(xué)習(xí)應(yīng)用于常規(guī)油氣藏儲層和非常規(guī)油氣藏儲層的儲層物性測試與評價(jià)方法，掌握常規(guī)油氣藏儲層和非常規(guī)油氣藏儲層的理論知識。

9、優(yōu)選地，所述儲層物性測試模塊包括孔隙度測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K、滲透率測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K、飽和度測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K、比表面積測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K、毛管力曲線測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K和微觀孔隙結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)K；

10、所述孔隙度測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K用于學(xué)習(xí)孔隙度測試方法，包含常規(guī)氣體膨脹法模擬測試模塊、氦孔隙度儀模擬測試模塊和飽和稱重法模擬測試模塊，其中，所述常規(guī)氣體膨脹法模擬測試模塊用于模擬使用常規(guī)氣體膨脹法進(jìn)行孔隙度測試實(shí)驗(yàn)的過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何利用常規(guī)氣體膨脹法測量中、高滲透率儲層中巖石的孔隙度；所述氦孔隙度儀模擬測試模塊用于模擬使用氦孔隙度儀進(jìn)行孔隙度測試實(shí)驗(yàn)的過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何利用氦孔隙度儀測量非常規(guī)儲層中巖石的孔隙度；所述飽和稱重法模擬測試模塊用于模擬使用飽和稱重法進(jìn)行孔隙度測試實(shí)驗(yàn)的過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何基于飽和稱重法利用抽真空飽和地層水的方法測量巖石的有效孔隙體積和孔隙度；

11、所述滲透率測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K用于學(xué)習(xí)滲透率測試方法，包括常規(guī)氣體滲透率儀模擬測試模塊、超低滲透率儀穩(wěn)態(tài)法模擬測試模塊和超低滲透率儀非穩(wěn)態(tài)法模擬測試模塊，其中，所述常規(guī)氣體滲透率儀模擬測試模塊用于模擬使用常規(guī)氣體滲透率儀進(jìn)行滲透率測試實(shí)驗(yàn)的過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何基于常規(guī)氣體膨脹法利用氣體滲透率儀測量中、高滲儲層中巖石的滲透率；所述超低滲透率儀穩(wěn)態(tài)法模擬測試模塊用于模擬使用超低滲透率儀進(jìn)行滲透率測試實(shí)驗(yàn)的過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何基于穩(wěn)態(tài)法利用超低滲透率儀測量高于0.1md巖石的滲透率；所述超低滲透率儀非穩(wěn)態(tài)法模擬測試模塊用于模擬使用超低滲透率儀進(jìn)行滲透率測試實(shí)驗(yàn)的過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何基于非穩(wěn)態(tài)法利用超低滲透率儀測量低于0.1md巖石的滲透率；

12、所述飽和度測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K用于學(xué)習(xí)飽和度測試方法，包括常壓干餾法模塊和蒸餾抽提法模塊，其中，所述常壓干餾法模塊用于模擬使用干餾儀進(jìn)行飽和度測試實(shí)驗(yàn)的過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何利用干餾儀測量巖石的飽和度；所述蒸餾抽提法模塊用于模擬使用蒸餾抽提儀進(jìn)行飽和度測試實(shí)驗(yàn)的過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何利用蒸餾抽提儀測量巖石的飽和度；

13、所述比表面積測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K用于學(xué)習(xí)比表面積測試方法，包括巖石比表面測定儀模塊和氮?dú)馕奖缺砻媾c孔徑分析儀模塊，其中，所述巖石比表面測定儀模塊用于模擬使用巖石比表面測定儀進(jìn)行比表面積測試實(shí)驗(yàn)的過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何利用巖石比表面測定儀測量巖石的比表面積；所述氮?dú)馕奖缺砻媾c孔徑分析儀模塊用于模擬使用氮?dú)馕奖缺砻媾c孔徑分析儀進(jìn)行比表面積測試實(shí)驗(yàn)的過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何利用氮?dú)馕奖缺砻媾c孔徑分析儀測量巖石的比表面積；

14、所述毛管力曲線測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K用于學(xué)習(xí)毛管力曲線測試方法，包括高壓壓汞儀模塊和恒速壓汞儀模塊，其中，所述高壓壓汞儀模塊用于模擬巖石壓汞毛管力曲線和孔隙半徑分布曲線的測試實(shí)驗(yàn)過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何利用高壓壓汞儀測量巖石的壓汞毛管力曲線和孔隙半徑分布曲線；所述恒速壓汞儀模塊用于模擬巖石恒速壓汞曲線和微觀孔隙尺寸的測試實(shí)驗(yàn)過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何利用恒速壓汞儀測量巖石的恒速壓汞曲線和微觀孔隙尺寸；

15、所述微觀孔隙結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)K用于學(xué)習(xí)微觀孔隙結(jié)構(gòu)測試方法，包括x射線ct模塊、鑄體薄片模塊和掃描電鏡模塊，其中，所述x射線ct模塊用于模擬獲取巖石ct掃描灰度圖像并構(gòu)建三維數(shù)字巖心的測試實(shí)驗(yàn)過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何構(gòu)建巖石的三維數(shù)字巖心；所述鑄體薄片模塊用于模擬利用鑄體薄片對巖石中孔喉和顆粒大小分布的觀察分析過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何觀察分析巖石中的孔喉和顆粒大小分布；所述掃描電鏡模塊用于模擬使用掃描電鏡對巖石微觀孔喉尺寸及礦物分布的觀察分析過程，幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)如何使用掃描電鏡觀察巖石中的微觀孔喉及礦物分布。

16、優(yōu)選地，所述儲層物性測試模塊內(nèi)各測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K均配套設(shè)置有測試實(shí)驗(yàn)介紹內(nèi)容，包括測試實(shí)驗(yàn)所使用的設(shè)備、實(shí)驗(yàn)原理、操作流程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，各測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)預(yù)設(shè)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備模型和實(shí)驗(yàn)操作提示，學(xué)習(xí)者按照各測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)預(yù)設(shè)的提示操控實(shí)驗(yàn)設(shè)備模型，在交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備模型模擬儲層物性測試實(shí)驗(yàn)過程，并對測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

17、優(yōu)選地，所述考試模塊內(nèi)針對儲層物性測試與評價(jià)學(xué)習(xí)模塊中的學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)置考試題目，用于測試學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。

18、優(yōu)選地，所述教師端為計(jì)算機(jī)；所述學(xué)生端為計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端。

19、優(yōu)選地，所述計(jì)算機(jī)設(shè)置有觸摸顯示屏。

20、一種交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，采用如上所述的交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置，包括以下步驟：

21、步驟1，教師通過教師端登錄交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，設(shè)置交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中儲層物性測試與評價(jià)學(xué)習(xí)模塊內(nèi)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和考試模塊內(nèi)的考試題目；

22、步驟2，學(xué)習(xí)者通過學(xué)生端以游客身份或個(gè)人賬戶登錄交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，利用學(xué)習(xí)資料模塊學(xué)習(xí)與常規(guī)油氣藏儲層和非常規(guī)油氣藏儲層相關(guān)的理論知識，掌握應(yīng)用于常規(guī)油氣藏儲層和非常規(guī)油氣藏儲層的儲層物性測試與評價(jià)方法；

23、步驟3，學(xué)習(xí)者通過進(jìn)入儲層物性測試模塊中的各測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K，通過控制學(xué)生端學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理，并按照各測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)預(yù)設(shè)的提示操控實(shí)驗(yàn)設(shè)備模型，在交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)測試實(shí)驗(yàn)流程，模擬測試實(shí)驗(yàn)得到測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析；

24、步驟4，學(xué)習(xí)者進(jìn)入儲層物性測試模塊中完成教師要求的測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K學(xué)習(xí)后，對所學(xué)習(xí)的測試實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行對比學(xué)習(xí)和儲層參數(shù)分析；

25、步驟5，待學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)完儲層物性測試與評價(jià)學(xué)習(xí)模塊內(nèi)的學(xué)習(xí)內(nèi)容后，學(xué)習(xí)者控制學(xué)生端進(jìn)入考試模塊進(jìn)行測試，檢測學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)效果，并在教師端中對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，便于教師及時(shí)掌握學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況。

26、本發(fā)明所帶來的有益技術(shù)效果：

27、本發(fā)明提出了一種交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置及方法，基于數(shù)字化教學(xué)技術(shù)及以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，綜合非常規(guī)油氣藏的行業(yè)重要地位與關(guān)鍵特征，通過將多種非常規(guī)油氣藏儲層物性參數(shù)評價(jià)實(shí)驗(yàn)方法整合在交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中，利用交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)幫助學(xué)習(xí)者通過交互式實(shí)踐操作在計(jì)算機(jī)上模擬實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行教學(xué)，學(xué)習(xí)非常規(guī)儲層物性評價(jià)測試實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、操作流程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，使得學(xué)習(xí)者能夠直觀認(rèn)知儲層物性測試實(shí)驗(yàn)過程，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的積極性，改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，解決了傳統(tǒng)教學(xué)“老師單向灌輸、學(xué)生機(jī)械操作”的模式，突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂針對非常規(guī)油氣藏儲層物性測試等行業(yè)關(guān)鍵知識教學(xué)的局限性。

28、同時(shí)，本發(fā)明通過采用交互式的實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)模式，讓教學(xué)過程中學(xué)習(xí)者由被動(dòng)接受知識轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)和自主探索，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)者自助學(xué)習(xí)的積極性，有助于幫助學(xué)習(xí)者對復(fù)雜抽象知識的理解，增強(qiáng)教學(xué)過程中學(xué)習(xí)者的參與感，有效解決了課堂理論與行業(yè)能力需求之間存在脫節(jié)的問題，提高了學(xué)習(xí)者的對比學(xué)習(xí)效果和認(rèn)知水平，避免了工程實(shí)踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)與行業(yè)能力需求之間的脫節(jié)問題，為非常規(guī)油氣藏儲層物性評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了新模式。