《非常規天然氣開發理論與技術》課程教學大綱課程名稱：《非常規天然氣開發理論與技術》Theoryandtechnologyofunconventionalnaturalgasdevelopment課程編號：020060290課程性質：R必修￡選修課程類別：￡通識課程R專業課程￡實踐教學適用專業：新能源科學與工程課程學時：總學時32，其中理論32、實驗0課程學分：2應開課學期：第六學期先修課程：地質學基礎、非常規天然氣地質學、新能源勘查方法與技術、鉆完井工程任課學院、系部：能源科學與工程學院新能源科學與工程系一、課程簡介本課程為新能源科學與工程專業的專業核心課，課程性質為必修。通過本課程的學習，了解現代非常規天然氣開發的理論基礎、技術方法，排采工藝技術原理及方法、開發管理與部署方法等。本課程的任務是使學生掌握非常規天然氣的運移產出機理、產出過程中壓力傳遞變化的主控因素及變化規律、產出過程中的正/負效應、井型選擇和井網布置方法、排采設備及產氣曲線特征、排采產氣井常見故障的處理方法。二、課程教學的目標及與畢業要求的關系（一）課程目標課程總目標：學生通過本課程的學習，掌握煤層氣、頁巖氣的排采工作制度制定的方法、井型選擇和井網布置的方法，會根據不同地質儲層情況分析煤層氣、頁巖氣的排采制度及具備處理排采設備常見故障的能力；掌握非常規天然氣排采、井型、井網等設計方案的編寫流程。課程目標1：掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣產出的一般工藝流程；課程目標2：掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣井型選擇和井網布置方法；課程目標3：基本掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣排采制度的制定；課程目標4：初步具備處理排采設備常見故障的能力。課程目標5：掌握煤層氣、頁巖氣排采、井型、井網等設計方案的編寫。（二）課程目標與畢業要求的對應關系本課程目標支持的主要畢業要求如下表：課程目標畢業要求1．掌握煤層氣、頁巖氣排采、井型、井網等設計方案的編寫。畢業要求1：能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決新能源勘查、開發與綜合利用中的工程問題，具備工程科學思維和工程管理意識。畢業要求3：設計/開發解決方案：能夠熟悉新能源勘查、開發及綜合利用的工藝流程，制定技術方案和管理措施，能夠結合生產實踐體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。2．初步具備處理排采設備常見故障的能力。畢業要求2：能夠應用新能源科學與工程理論與技術，并結合數學、自然科學等基本原理，通過理論分析和文獻研究，對新能源勘查、開發、利用過程中遇到的問題進行綜合分析。具備獨立思考、善于發現和提出問題并獨立分析工程問題的能力，掌握基本的分析問題和總結歸納的方法。3.掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣產出的一般工藝流程畢業要求：能夠基于科學原理與方法，結合具體生產實踐，分析、解決新能源勘查和開發利用中的技術問題。能夠正確認識行業發展現狀和趨勢，具備文獻信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問題的關鍵理論問題和技術難題，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學研究與技術攻關。4.掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣井型選擇和井網布置方法畢業要求5：使用現代工具：能夠針對新能源勘查、開發及綜合利用中的問題，開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，并掌握文獻檢索、資料查詢及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法。5.基本掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣排采制度的制定畢業要求3：設計/開發解決方案：能夠熟悉新能源勘查、開發及綜合利用的工藝流程，制定技術方案和管理措施，能夠結合生產實踐體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。三、課程教學的基本內容及教學安排知識單元知識點學時數課程目標線下授課線上授課實驗/實踐1.緒論知識點1.1：非常規天然氣的資源分布狀況；知識點1.2國內外非常規天然氣開發技術現狀：；知識點1.3：非常規天然氣開發技術發展趨勢；2課程目標：了解我國非常規天然氣的資源分布、開發技術現狀2.非常規天然氣運移產出機理知識點2.1：非常規天然氣儲層幾何模型；知識點2.2：非常規天然氣儲集機理；知識點2.3：非常規天然氣吸附模型；知識點2.4:非常規天然氣運移產出機理。4課程目標：掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣產出的一般工藝流程3.非常規天然氣壓降傳播規律知識點3.1：壓力傳播的主要影響因素；知識點3.2：水平井壓裂裂縫形態；知識點3.3：直井壓裂裂縫典型形態；知識點3.4：壓降動態數學模型；知識點3.5：壓降傳播變化規律。4課程目標：掌握非常規天然氣壓降傳播規律4.非常規天然氣產出過程正負效應及參數變化規律知識點4.1：非常規天然氣產出的正效應；知識點4.2：非常規天然氣產出的負效應；知識點4.3：非常規天然氣產出物性參數變化規律4課程目標：掌握非常規天然氣產出過程物性參數變化規律5.非常規天然氣生產系統分析知識點5.1：排采設備工作原理；知識點5.2:排采地面流程和資料錄取；知識點5.3:排采工作制度制定；知識點5.4：典型排采曲線分析6課程目標：基本掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣排采制度的制定6.非常規天然氣修井作業知識點6.1：常規修井作業知識點6.2：排采設備常見故障處理知識點6.3：大修知識點6.4:地面集輸工藝流程4課程目標：初步具備處理排采設備常見故障的能力。7.非常規天然氣井型選擇及井網布置方法知識點7.1：常見井型及特點知識點7.2：產能的主要影響因素知識點7.3：產能預測及井型選擇知識點7:4：井網布置方法6課程目標：掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣井型選擇和井網布置方法8.天然氣水合物開發理論與技術進展知識點8.1：天然氣水合物開發的理論進展知識點8.2：天然氣水合物開發技術進展與展望2課程目標：了解天然氣水合物開發理論與技術進展合計32四、本課程與其他課程的聯系該課程是地質過程的工程延續的課程。其先修課程是地質學基礎、構造地質學與大地構造、非常規天然氣地質學、新能源勘查工程與技術、鉆完井工程等課程，其后續課程包括新能源轉化與利用、新能源應用與環境保護、新能源發電技術等選修課。先修課程是非常規天然氣開發理論與技術的基礎，是利用其手段和基本理論獲取資料和進行研究，而后續課程是擴大知識面，提高學生的綜合素質。五、教材與其他教學資源（含教學參考書或在線資源）（一）建議教材（建議選用新出版的國家級規劃教材）[1]劉麗，李銘，張承麗，孫麗艷.《天然氣開采技術》，石油工業出版社，2018.8[2]楊宇，孫晗森，陳萬鋼，張鳳東，張昊.《煤層氣采氣工程》，科學出版社，2017[3]蘇俊等.《煤層氣勘探開發方法與技術》，石油工業出版社，2011.（二）其他教學資源[1]秦勇，賀天才等.《煤層氣勘探與開發利用技術》，中國礦業大學出版社，2007[2]倪小明等.《煤層氣開發地質學》，化學工業出版社，2010[3]倪小明等.《煤層氣排采過程滲透率變化與排采控制》，化學工業出版社，2015[4]崔凱華，鄭洪濤.《煤層氣開采》，石油工業出版社，2016六、教學方法與學習建議授課方式：非常規天然氣開發理論與技術是一門理論與實踐結合非常緊密的課程，本課程教學以CAI課件為主，輔以實驗性教學，另適當安排討論性環節。重點：壓力傳播變化規律、排采控制、井型選擇和井網布置方法、排采控制理論及設計是該課程的重點。難點：壓力傳播規律學習中，需要額外的看滲流原理方面的知識。可以參考葛家理編寫的《滲流原理》規劃教材，便于更好的理解壓力傳播變化規律。排采控制理論部分，需要參考倪小明著作《煤層氣產出過程滲透率變化與排采控制》及楊順東的《采氣工程》，對比常規天然氣開采的排采控制與煤層氣排采控制的差異，加深理解。井型選擇和井網布置方法部分，需要下載井型特點、產能主控因素、產能模擬與預測、開發方案設計等方面的論文資料，結合老師的講解，加深理解。后續自主學習建議：非常規天然氣開發方面的現狀及發展前景；非常規天然氣開發新的技術及應用等。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核本課程成績評定包括平時考核（平時到課率統計）、過程考核（隨堂問答、課堂測驗、課后作業）和終結性評價（期末考試）三部分，其中平時成績占課程總成績的10％，過程成績占課程總成績的30％，終結性評價成績占課程總成績的60％。具體要求及評分方法如下：平時成績：出勤成績采用扣分制，每缺勤一次扣平時成績1分，每遲到或早退一次扣平時成績0.5分，無故曠課4次以上者取消本次課程成績，占總成績的10%。過程成績：課堂測驗、課后作業要求學生必須獨立完成，未按時提交作業或作業有抄襲（雷同）現象的，該次作業成績按零分計，占總成績的30%。終結性評價：形式為閉卷考試，其成績占總成績的60%。（二）課程目標與考核內容的關系課程具體目標與知識單元和考試內容的關系如下：課程目標1：掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣產出的一般工藝流程；課程目標2：掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣井型選擇和井網布置方法；課程目標3：基本掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣排采制度的制定；課程目標4：初步具備處理排采設備常見故障的能力。課程目標5：掌握煤層氣、頁巖氣排采、井型、井網等設計方案的編寫。課程目標知識單元考試內容1．掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣產出的一般工藝流程1.非常規天然氣儲層幾何模型；2．非常規天然氣儲集機理；3．非常規天然氣吸附模型；4:非常規天然氣運移產出機理。1.敘述非常規天然氣的典型的儲層幾何模型，及氣體如何在其中運移產出。2.闡述非常規天然氣解吸-擴散-滲流機理。3.敘述非常規天然氣吸附模型及吸附曲線的應用。4.非常規天然氣運移產出機理。2.掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣井型選擇和井網布置方法1.常見井型及特點2.產能的主要影響因素3.產能預測及井型選擇4.井網布置方法1.非常規天然氣常見井型及特點？2.產能的主要影響因素？3.井型選擇的一般流程？4.井網布置的常見方法？3.基本掌握煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣排采制度的制定1．排采設備工作原理；2.排采地面流程和資料錄取；3.排采工作制度制定；4.典型排采曲線分析1.幾種典型排采設備的工作原理？2.敘述排采設備的井下管柱配置及地面流程？3.進行典型排采曲線的分析。4.不同排采階段的排采工作重點及核心目標？4.初步具備處理排采設備常見故障的能力1.常規修井作業2.排采設備常見故障處理3.大修4.地面集輸工藝流程1.沖砂的工藝流程？2.撈砂泵的工作原理？3.常見的排采設備故障處理方法？4.地面集輸工藝流程？5.掌握煤層氣、頁巖氣排采、井型、井網等設計方案的編寫。1．非常規天然氣產出的正效應；2．非常規天然氣產出的負效應；3．非常規天然氣產出物性參數變化規律