中国现代教育装备
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 实验室建设  
具有图像识别功能的驱替模拟实验教学平台构建
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2020-7-1 17:08:57
  [导读]通过驱替模型可视化窗口直观地观测并拍摄驱替过程图像,利用图像识别处理技术确定油水边界,绘制油水分布云图。将处理后的图片二值化,计算图片中油分布的面积占总面积的比例,将不便于计算的波及系数通过图像识别的方式利用软件计算得出。通过实验过程,让学生牢固掌握提高采收率原理课程的相关基础性概念。开放式可拆卸的驱替模拟实验装置的研发给学生提供了自主设计实验的平台,有利于培养学生的创新思维模式和求真务实的学习态度。

  石油是一种不可再生资源,其总地质储量是一定的。在经济条件允许的前提下追求更高的原油采收率,既是油田开发工作的核心,又是对不可再生资源的保护和利用,是实现社会可持续发展的需要。以实验为基础是研究提高采收率的重要工具和有效途径[1]。为适应当今社会对高素质创新型人才的需求,在夯实基础的前提下,还需为学生提供综合性开放实验的平台[2-3]。将实践动手能力培养作为创新能力培养的重要部分[4]。

  提高采收率原理是石油与天然气工程专业的国家“双一流”建设学科本科人才培养的重要专业课程。其中“波及系数”和“驱油效率”是本科生必须掌握的两个重要概念。传统驱油模拟装置都是以实际岩心作为测量驱油效率的载体,主要满足科研需求,设备精度高、造价昂贵。对于本科生教学来说,无法通过这样的设备直观地观察驱替过程的进行,无法进行波及系数的计算,不适宜作为教学实验设备。基于上述原因,本研究研制了一种原理可靠、操作简便、造价较低的教学实验设备—具有图像识别功能的驱替模拟实验装置,用以模拟不同地层条件下,各类流体在填砂模型中的驱替过程。对于难以计算的波及系数值采用了图像识别的方式,利用自编写软件进行波及系数的计算并输出结果,形象直观。

  1 实验装置原理

  2 实验装置及构成

  3 实验内容及实验目的

  4 结语

  高素质创新性人才的培养需要优化创造环境、激发学生的创造欲望、提升学生的科研能力[11-12]。高等教育质量一定程度上取决于学生的实践创新能力[13-15]。本文所开发的具有图像识别功能的驱替模拟实验装置在为提高采收率原理课程夯实理论基础、培养学生创造力方面提供了良好的平台,也为石油与天然气工程学科建设做出了贡献。随着科技发展,该设备还将继续完善和拓展,以满足社会对高校培养的创新性人才的更高要求。

  参考文献

  [1] 樊泽霞,王杰祥,王业飞,等.化学法提高原油采收率实验教学平台构建[J].实验技术与管理,2015,32(10):70-73.

  [2] 马大中,崔瑾,梁军胜,等.基于创新型人才培养的创新实验[J].实验技术与管理,2014,31(9):33-36.

  [3] 孔宇,张雅利,莫晓燕.增强综合开放实验课程教学效果措施探索[J].实验技术与管理,2014,31(6):32-35.

  [4] 杨丹.全面培养学生创新实践能力的举措[J].实验室研究与探索,2011,30(7):1-5.

  [5] 叶仲斌.提高采收率原理[M].北京:石油工业出版社,2007.

  [6] 赵福麟.油田化学[M].东营:中国石油大学出版社,2010.

  [7] 何文森,杨华军,江萍,等.大学生创新实践能力培养[J].实验室研究与探索,2015,34(7):94-97.

  [8] 张红光,姚宝峰,刘中良,等.促研究性学习提高人才培养质量[J].实验室研究与探索,2014,33(1):177-181.

  [9] 杨学军.加强实践动手能力培养改革创新人才培养模式[J].高等教育研究学报,2013,36(1):4-7.

  [10] 梁丽.构建分层次实验教学体系培养创新型人才[J].实验室研究与探索,2014,33(1):217-219.

  [11] 侯建国.加强协调创新实现人才质量和科研能力双提升[J].中国高等教育,2013(3/4):16-18.

  [12] 韩涛,姚维,陆玲霞,等.以创新型人才培养为导向的探究型实验平台建设[J].实验技术与管理,2018,35(7):19-22.

  [13] 胡建鹏,张雅丹.应用型高校多层次创新实验教学体系的实践[J].实验室研究与探索,2012,31(12):135-139.

  [14] 孙天昊,杨梦宁,王茜,等.基于实验项目的开放创新型实验管理系统探究[J].实验室研究与探索,2015,34(8):227-230.

  [15] 张清祥.探索实验教学载体,培养学生实践创新能力[J].实验技术与管理,2012,29(2):130-133.

钟烨 王琨 王其军 陈迟 牛中坤 西南石油大学石油与天然气工程学院


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