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實驗教學裝置及方法。

背景技術：

1、非常規(guī)油氣藏是指油氣藏特征、成藏機理及開采技術有別于常規(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)方法和技術手段進行經濟性勘探開發(fā)。所以，對于非常規(guī)資源的評價更注重資源有效性的評價，更加關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)課程教學中，以常規(guī)油氣藏特征、物性及相關評價測試方法為基礎和重點，并在此基礎上引入和拓展與非常規(guī)油氣藏相關的教學內容。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、微觀孔隙結構等眾多物性參數，實際實驗教學過程中，由于缺少模擬操作實驗與虛擬仿真教學資料，學生學習一般僅能基于教材與課件的感性認識，缺乏關于非常規(guī)油氣藏儲層物性測試相關實驗的實驗原理、設備構成以及實驗流程的操作學習與理解。作為認知主體的學生在整個教學過程中常常處于被動接受知識的狀態(tài)，針對非常規(guī)油氣藏儲層等行業(yè)關鍵知識的自主學習具有一定的盲目性和局限性。

3、由于基于傳統(tǒng)的實驗課堂教學，學生難以對非常規(guī)油氣藏儲層不同物性參數測試方法之進行對比與聯系，無法在有限的課堂時間內完全掌握不同儲層物性參數的測試原理與方法。因此，亟需建設一種交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學裝置及方法。

技術實現思路

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實驗教學裝置及方法，基于數字化教學技術，以學生為中心，將非常規(guī)儲層的多種物性評價參數實驗測試過程和實驗數據處理過程有機融合統(tǒng)一布局在交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)的教學模式，交互式的進行非常規(guī)油氣藏儲層物性評價教學，提高了學習者的自主學習能力、學習效果和認知水平，有效解決了傳統(tǒng)實驗課堂的不足。

2、為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、一種交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學裝置，包括教師端、學生端和交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)；

4、所述交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)包括儲層物性測試與評價學習模塊和考試模塊，其中，所述儲層物性測試與評價學習模塊內設置有學習資料模塊和儲層物性測試模塊，所述儲層物性測試模塊內設置有多個測試模塊，用于學習儲層物性參數的測試方法；所述考試模塊用于檢測學習者的學習情況；

5、所述交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)設置于教師端內；

6、所述教師端用于設置并控制交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)；

7、所述學生端用于學習者進行自主學習和模擬操作，通過連接虛擬仿真資源網站訪問交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)。

8、優(yōu)選地，所述學習資料模塊內設置有常規(guī)油氣藏儲層和非常規(guī)油氣藏儲層的基本物性參數介紹、物性參數測試原理和物性參數測試方法的教學資料，用于學習者自主瀏覽學習應用于常規(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驗模塊、滲透率測試實驗模塊、飽和度測試實驗模塊、比表面積測試實驗模塊、毛管力曲線測試實驗模塊和微觀孔隙結構實驗模塊；

10、所述孔隙度測試實驗模塊用于學習孔隙度測試方法，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)氣體膨脹法進行孔隙度測試實驗的過程，幫助學習者學習如何利用常規(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行孔隙度測試實驗的過程，幫助學習者學習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行孔隙度測試實驗的過程，幫助學習者學習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、所述滲透率測試實驗模塊用于學習滲透率測試方法，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)氣體滲透率儀進行滲透率測試實驗的過程，幫助學習者學習如何基于常規(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行滲透率測試實驗的過程，幫助學習者學習如何基于穩(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行滲透率測試實驗的過程，幫助學習者學習如何基于非穩(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、所述飽和度測試實驗模塊用于學習飽和度測試方法，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行飽和度測試實驗的過程，幫助學習者學習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行飽和度測試實驗的過程，幫助學習者學習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驗模塊用于學習比表面積測試方法，包括巖石比表面測定儀模塊和氮氣吸附比表面與孔徑分析儀模塊，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行比表面積測試實驗的過程，幫助學習者學習如何利用巖石比表面測定儀測量巖石的比表面積；所述氮氣吸附比表面與孔徑分析儀模塊用于模擬使用氮氣吸附比表面與孔徑分析儀進行比表面積測試實驗的過程，幫助學習者學習如何利用氮氣吸附比表面與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驗模塊用于學習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驗過程，幫助學習者學習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驗過程，幫助學習者學習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、所述微觀孔隙結構實驗模塊用于學習微觀孔隙結構測試方法，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掃描灰度圖像并構建三維數字巖心的測試實驗過程，幫助學習者學習如何構建巖石的三維數字巖心；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，幫助學習者學習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，幫助學習者學習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各測試實驗模塊均配套設置有測試實驗介紹內容，包括測試實驗所使用的設備、實驗原理、操作流程和實驗數據處理方法，各測試實驗模塊內預設有實驗設備模型和實驗操作提示，學習者按照各測試實驗模塊內預設的提示操控實驗設備模型，在交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)中利用實驗設備模型模擬儲層物性測試實驗過程，并對測試實驗結果進行數據處理與分析。

17、優(yōu)選地，所述考試模塊內針對儲層物性測試與評價學習模塊中的學習內容設置考試題目，用于測試學習者的學習效果。

18、優(yōu)選地，所述教師端為計算機；所述學生端為計算機或移動終端。

19、優(yōu)選地，所述計算機設置有觸摸顯示屏。

20、一種交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學方法，采用如上所述的交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學裝置，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實驗教學系統(tǒng)，設置交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)中儲層物性測試與評價學習模塊內的學習內容和考試模塊內的考試題目；

22、步驟2，學習者通過學生端以游客身份或個人賬戶登錄交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)進行學習，利用學習資料模塊學習與常規(guī)油氣藏儲層和非常規(guī)油氣藏儲層相關的理論知識，掌握應用于常規(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方法；

23、步驟3，學習者通過進入儲層物性測試模塊中的各測試實驗模塊，通過控制學生端學習實驗原理，并按照各測試實驗模塊內預設的提示操控實驗設備模型，在交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)中學習測試實驗流程，模擬測試實驗得到測試實驗結果并進行數據處理與分析；

24、步驟4，學習者進入儲層物性測試模塊中完成教師要求的測試實驗模塊學習后，對所學習的測試實驗模塊進行對比學習和儲層參數分析；

25、步驟5，待學習者學習完儲層物性測試與評價學習模塊內的學習內容后，學習者控制學生端進入考試模塊進行測試，檢測學習者的自主學習效果，并在教師端中對學習者的學習成績進行數據匯總，便于教師及時掌握學習者的學習情況。

26、本發(fā)明所帶來的有益技術效果：

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實驗教學裝置及方法，基于數字化教學技術及以學生為中心的教學理念，綜合非常規(guī)油氣藏的行業(yè)重要地位與關鍵特征，通過將多種非常規(guī)油氣藏儲層物性參數評價實驗方法整合在交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學裝置的交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)中，利用交互式非常規(guī)油氣藏儲層物性評價實驗教學系統(tǒng)幫助學習者通過交互式實踐操作在計算機上模擬實驗操作過程進行教學，學習非常規(guī)儲層物性評價測試實驗的驗原理、實驗設備、操作流程和實驗數據處理方法，使得學習者能夠直觀認知儲層物性測試實驗過程，引導學習者自主學習，提高了學習者學習的積極性，改變了傳統(tǒng)教學模式，解決了傳統(tǒng)教學“老師單向灌輸、學生機械操作”的模式，突破了傳統(tǒng)實驗課堂針對非常規(guī)油氣藏儲層物性測試等行業(yè)關鍵知識教學的局限性。

28、同時，本發(fā)明通過采用交互式的實驗操作教學模式，讓教學過程中學習者由被動接受知識轉化為主動學習和自主探索，有利于激發(fā)學習者自助學習的積極性，有助于幫助學習者對復雜抽象知識的理解，增強教學過程中學習者的參與感，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，提高了學習者的對比學習效果和認知水平，避免了工程實踐培養(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實驗教學提供了新模式。