《石油工程力學》課程教學大綱

《石油工程力學》教學大綱一、課程基本信息課程名稱石油工程力學PetroleumEngineeringMechanics課程編碼PLC321621020開課院部儲運與建筑工程學院課程團隊材料力學2-1教學團隊學分2.0課內(nèi)學時32講授32實驗0上機0實踐0課外學時0適用專業(yè)工程力學授課語言中文先修課程高等數(shù)學（2-1）、高等數(shù)學（2-2）、大學物理（2-1）、大學物理（2-2）、工程流體力學、彈性力學課程簡介（限選）本課程為工科類本科生專業(yè)選修課程，重點幫助學生了解油氣勘探、開發(fā)過程中的力學問題，培養(yǎng)學生應(yīng)用力學概念和方法，分析油氣勘探開發(fā)過程中的構(gòu)造應(yīng)力、井壁穩(wěn)定、水力壓裂改造等相關(guān)問題，為學生從事相關(guān)生產(chǎn)管理和技術(shù)研究工作提供理論基礎(chǔ)。本課程重點內(nèi)容包括：構(gòu)造應(yīng)力場基本概念和分析方法、井筒管柱力學與井筒穩(wěn)定性、油氣多相滲流與地層變形耦合、水力壓裂力學模型等，內(nèi)容涵蓋了對上述工程物理過程的力學模型處理、描述方法，介紹了相應(yīng)的質(zhì)量、動量、能量等基本數(shù)學方程在解決具體問題中的應(yīng)用。Thiscourseisanelectivecourseforengineeringundergraduates,whichfocusesonhelpingstudentsunderstandthemechanicalproblemsintheprocessofoilandgasexplorationanddevelopment,cultivatingstudentstoapplymechanicalconceptsandmethodstoanalyzethetectonicstressintheprocessofoilandgasexplorationanddevelopment,boreholestability,hydraulicfracturingreconstructionandotherrelatedissuesprovidetheoreticalbasisforstudentstoengageinrelatedproductionmanagementandtechnicalresearch.Thekeycontentsofthiscourseinclude:basicconceptsandanalysismethodsoftectonicstressfield,wellborestringmechanicsandwellborestability,couplingofoilandgasmultiphaseseepageandformationdeformation,hydraulicfracturingmechanicsmodel,etc,thecontentcoversthemechanicalmodelprocessinganddescriptionmethodsoftheabove-mentionedengineeringphysicalprocess,andintroducestheapplicationofthecorrespondingbasicmathematicalequationssuchasmass,momentumandenergyinsolvingspecificproblems.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務(wù)自選1M1目標1：了解并認識油氣勘探、鉆井、開發(fā)過程中的力學問題是1.1,1.21.1,1.22M2目標2：培養(yǎng)應(yīng)用力學概念和方法，分析相關(guān)領(lǐng)域的工程問題的能力是1.4,2.2,4.11.4,2.2,4.13M3目標3：能夠基于油氣地下工程力學原理，并采用科學方法研究相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程實際，并給出評價是4.1,5.24.1,5.2三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標課內(nèi)學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)1第一章第一章緒論本章重點難點：油氣勘探、鉆井、開發(fā)3個主要領(lǐng)域力學問題提煉M12講授//21.11.1課程背景油氣生產(chǎn)概況，油氣生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵力學問題，主要成果與進展。M11講授//31.21.2油氣工程力學的研究方法力學模型與方程，質(zhì)量、動量與能量守恒，定解條件、數(shù)值方法。M11講授//4第二章第二章構(gòu)造應(yīng)力場定量評價本章重點難點：巖石力學性質(zhì)、斷層分類、構(gòu)造應(yīng)力場M28講授//52.12.1地應(yīng)力場基本概念地球板塊構(gòu)造動力學簡介，斷層分類，地應(yīng)力概念、確定方法。M22講授//62.22.2巖石的基本性質(zhì)和變形特征巖石分類，巖石力學性質(zhì)，巖石變形和強度，巖石的孔隙彈性理論。M24講授//72.32.3地應(yīng)力場正反演分析方法地應(yīng)力場正反演分析方法，實例介紹。M22講授//8第三章第三章鉆井工程中的力學問題本章重點難點：鉆柱結(jié)構(gòu)與受力、井筒穩(wěn)定性M36講授//93.13.1鉆井工程與力學問題鉆井工程背景，鉆柱結(jié)構(gòu)受力，鉆柱結(jié)構(gòu)靜力學、鉆柱結(jié)構(gòu)動力學。M32講授//103.23.2鉆柱/管柱力學套管損壞機理，套管外擠載荷與強度設(shè)計。M32講授//113.33.3井筒穩(wěn)定性井壁失穩(wěn)機理，巖石破壞的強度準則，井壁坍塌崩落、井壁應(yīng)力計算。M32講授//12第四章第四章射孔完井力學問題本章重點難點：射孔工藝背景、射孔沖擊動力學方程、射孔參數(shù)優(yōu)化M36講授//134.14.1射孔工藝與參數(shù)優(yōu)化射孔工藝過程，射孔參數(shù)優(yōu)化，水平井變密度射孔。M32講授//144.24.2射孔動力學射孔動力學方程，射孔管串安全輸送，射孔傷害評價。M34講授//15第五章第五章水力壓裂工程中力學問題本章重點難點：壓裂工藝過程、巖石斷裂力學模型M310講授//165.15.1水力壓裂工藝技術(shù)與力學問題水力壓裂工藝介紹，裂縫起裂、延伸的力學條件。M32講授//175.25.2水力壓裂力學模型水力壓裂二維力學模型、擬三維力學模型、全三維模型。M32講授//185.35.3巖石斷裂與水力壓裂裂縫擴展巖石的斷裂韌性，水力裂縫起裂力學模型，水力裂縫沿天然裂縫破裂的模型，斜井、水平井裂縫起裂模型。M34講授//195.45.4非常規(guī)體積壓裂技術(shù)重復(fù)壓裂、水平井分段多簇壓裂，體積壓裂裂縫擴展。M32講授//四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1大作業(yè)成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。50%2期末考試閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。50%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1大作業(yè)50%A-獨立思考、按時完成，步驟完整、格式合理B-獨立思考、按時完成，步驟完整、格式較合理C-獨立思考、按時完成，步驟較完整、格式較合理D-未能按時完成2M1期末考試50%見卷面成績3M2大作業(yè)50%A-獨立思考、按時完成，步驟完整、格式合理B-獨立思考、按時完成，步驟完整、格式較合理C-獨立思考、按時完成，步驟較完整、格式較合理D-未能按時完成4M2期末考試50%見卷面成績5M3大作業(yè)50%A-獨立思考、按時完成，步驟完整、格式合理B-獨立思考、按時完成，步驟完整、格式較合理C-獨立思考、按時完成，步驟較完整、格式較合理D-未能按時完成6M3期末考試50%見卷面成績評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材與參考資料序號教學參考資料明細1圖書|《石油工程巖石力學》,陳勉,科學出版社,2008.（*主教材）2圖書|ReservoirGeomechanics