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关于试油的资料

试油测试技术和资料综合评价技术

许 显 志

试油测试是油气勘探取得成果的关键,是寻找油气田、了解地下情况的最直接手段,也是为 开发提供科学依据的重要环节。试油测试工艺技术的发展经历了三个阶段,即以常规试油 为代表的第一阶段,以地层测试器试油为代表的第二阶段,以地层测试器、电子压力计和三 相分离器等技术综合应用的第三阶段。第三阶段,在引进、消化、推广国内外试油技术及 装备的基础上 ,针对大庆探区“三低”油层及致密气层的地质特点,全面发展和完善了试 油 测试工艺技术。资料解释技术也从手工计算、绘图发展到全国应用计算机进行解释,油藏评 价从简单的试井分析向油气层综合解释、评价方向发展。目前已形成了具有大庆油田特点的 试油测试工艺和资料综合解释技术系列,为勘探提供了先进的手段,为大庆探区众多油气 藏的发现和储量的提交作出了重要的贡献。�

一、测试技术的配套、完善,促进了地质认识水平和勘探效益的提高��

测试技术经过“七五”的引进、消化、吸收和使用国内、外工艺技术和装备,“八五”期间 ,针对在大庆探区的地质特点进行了发展和完善,到“八五”末和“九五”初期,逐步形成 了满足不同井况、不同地层条件和不同地质目的的测试技术。�

(一)砂泥岩储层中途测试技术�

中途测试技术是及早发现工业油气层的重要手段。1991年以前由于MFE单封隔器很难实现分层 测试,使中途测试技术受到了限制。我们在引进膨胀式测试工具的同时,对选层标准、封隔 器座封位置、测试制度和施工参数设计等方面进行了详细研究,拓宽了中途测试的使用范围 ,在勘探中取得了明显的经济效益。�

1.利用中途测试技术及早发现油气藏�

延4井位于延吉盆地顶部坳陷德新凹陷南阳东构造带,钻井过程中,从井519m开始多次井 喷。通过对497.0~522.3m中途测试,日产天然气11563m��3�,为工业气层。这是延 吉盆地首次获工业气流,为下步勘探提供了科学依据。�

2.利用中途测试成果确定完井方法�

目前,大庆油田的完井方法有两种,一种是套管完井,一种是裸眼完井,采用哪种方法完井 视井的情况而定。我们利用中途测试在完井方面做了一些工作,收到了明显的效果。和3井 、万111井、渔深1井和延1井,都是根据中途测试结果,采用裸眼完井的,4井口仅套管和固 井费用就节约了222.0万元。�

3.利用中途测试技术取准有关地层参数�

渔深1井,位于松辽盆地北部中央坳陷区黑渔泡凹陷通达鼻状构造带。由于该地区泉一段缺 少水性和压力资料,所以在2304.0~2301.4m进行中途测试,日产水56.2m��3�。本次 测试不仅搞清了水性,而且录取到了地层压力,达到了中途测试目的。�

4.利用中途测试技术提高勘探试油效益�

大庆长垣西部具有多套油气层组合。限期进行中途测试,搞清油气水纵向分布规律,避免套 管完井后的井筒复杂化。�

英41井是大庆长垣西部的一口预探井,先后分别对三个层系进行了中途测试。该井套管完井 后,根据中途测试结果避开油水同层和气水同层,共试油6层,其中有3层获工业气流,获得 了理想的试油成果。如果不搞中途测试,套管完井后可能要搞9层以上试油,这样,不仅井 筒复杂,而且开发无法利用。� (二)地层测试技术�

地层测试工艺具有试油周期短、录取资料全(可以录取压力、产量、温度和高压物性等资料 ) 、效益高的特点,在全国各油田得到了广泛的应用,大庆外围探井地层测试率1983年15.82% ,1990年以后一直保持在60%以上。�

1、低渗透层测试技术�

针对低渗透层的特点,从试井设计出发,配套完善了低渗透层的测试技术,收得了较好的效 果。�

(1)试井设计方法�

试井设计是试油地质设计编制科学与否的关键,也是取全取准试油资料的保证。从试井理论 可知,试井设计是试井分析的反问题,即通过基本的地层参数,预测出待试层的产量和压力 变化曲线。 所以,根据试井理论,研制开发了试井设计软件,能对自喷井和非自喷井进行 压降、压恢和探边试井设计,特别是非自喷井试井设计功能在国内首次实现。�

(2)试井设计所需参数的预测方法�

我们对长垣两侧探井进行了敏感性参数分析得到,地层压力、有效渗透率、表皮系数、井筒 储存系数和液体粘度对预测的曲线形态及产量影响较大。根据几个主要参数特点,结合钻井 、测井和录井等资料,分别试用了等值图法、多元统计法和交绘图版等方法。主要针对扶、 杨油层和葡萄花油层分区块建立了参数预测公式。

� ①地层压力(Pi)预测�

通过研究表明,一般情况下,大庆外围区块地层压力随深度的关系为:� P=AH+B� 对于异常地层压力区,从压缩数定义出发,通过地层对地层微元体的形成压力分析,推导出 形成压力的增量,所以地层压力通式应表示为:�

Pi=P+△P� △P=E+FlnSX(ψ(1-ψ)SX)�

式中,A、B、E、F是常数,H是油层中部深度,ψ是孔隙度。�

②有效渗透率(e)预测�

在研究过程中,我们试用了四种方法从中选出两种较好的方法,来预测有效渗透率。� a.相对渗透率图版法�

根据有关专家实测的长垣两测不同层位的相对渗透率曲线和相对渗透率定义,可得到不同 层位的有效渗透率预测公式。�

b.地球物理测井方法�

比较有代表性的Watt公式:�

e=0.136ψ��4.4�/S��2���wir�� S��wir�=〔1.145-1g(ψ/V��sh�-0.25)〕/3.288�

如果缺少岩芯分析资料,可用上述公式预测。� ③表皮系数(S)的预测�

目前,表皮系数除了用试油资料计算外,没有看到确切预测公式或图版。在研究中,发现表 皮系数与地层厚度、钻时、泥浆压力与地层压力之差相关性较好,通过回归得到了不同层位 的预测公式。�

④井筒储存系数(C)的预测�

根据井筒储存系数的定义可知,它与产量成正比,与压差成反比。我们选用了27层测试资料 ,在双对数坐标上,以产量与地层压力之比为横座标,以井筒储存系数为纵坐标进行线性回 归,相关系数0.903,公式为:� lgc=0.7221g(Q/P��i�)+1.989� 我们可以利用该公式预测井筒储存系数� ⑤流体粘度的确定�

流体粘度可以借用邻井同层位同构造的高压物性资料。�

把以上5项参数输入试井软件,便可较准确地进行试井设计,如龙22井(见图1)。�

(3)跨隔测试技术�

跨隔测试具有三个特点:一是试油层序可以灵活调整,依据地质要求和井况条件,任意选层 测试,为老井复查创造了条件;二是减少井筒储存,提高了压力恢复速度和录取资料质量; 三是及时发现并验证层间窜槽。�

由于跨隔测试工艺技术在大庆广泛应用,测试水平不断提高,封隔器最大跨距达190m,座封 卡点小夹层1.6m,上卡点最浅529.2m,下卡点最深3878.84m。�

2.致密气层测试技术�

随着勘探领域的拓展,致密储层逐渐增加,找气难度随之增大,这就要求我们在致密储层试 气工艺技术上有新突破。由于致密储层具有井深(2700~4000m)、地层压力高(30~45MPa )、 温度高(120~150℃)、储集类型多、自然产能低、气水分布复杂等特点,原有的中、浅 层 测试工艺技术已不能适应致密储层试气工艺的需要。为此,我们开展了致密气层测试技术研 究。�

(1)射孔-测试联作技术�

射孔-测试联作技术具有射孔、地层测试两道工序一次完成、加快试油进度、防止井喷、获 取最佳地质资料等诸多优点。但由于国内外减震器均不过关,压力计易损坏,严重地制约着 该工艺在生产中的应用。因此,我们从压力计损坏的机理入手,找出了造成压力计损坏的主 要原因是射孔弹起爆时产生的机械震动和压力冲击。研制成功了具有纵向减震、径向减震和 过压保护三大功能的压力计减震器,并设计了两种适合不同井况的井下标准管柱。�

第一种是研制成功了开井后环空加压起爆的测试联作技术(见图2)该工艺具有以下优点:

� a、能实现较大的负压值,对地层的回压只是测试管柱内所加的液垫压力;�

b、射孔后即可进行流动测试,有利于解除地层污染;�

c、环空所加的压力不作用在压力计上,有利于保护井下压力计,旁通传压管耐压60.0MPa;

� d、起爆系统仅一个销钉,剪切值变化范围小,环空压力一般可控制在10.0MPa以内;�

e、对井筒条件复杂有严重漏失的层,井口无法加压时,可根据射孔井段深度选择合适的销 钉,靠测试开井后的环空与油管压力之差起爆射孔枪。这项技术已在金396、宋深2等井应用 7层,工艺均一次成功。�

第二种是研制成功了环空加压起爆后加深管柱,� 实现跨测试测试的联作技术(见图3)。该工艺的突出特点是有利于取准致密储层的压力 资 料 ,并且不受已试层的限制。这项技术共应用21井次,在芳深9井,侏罗系,井段3602.0~3737 .6m,采用上述工艺方法测试,获日产CO��2�气4.7×10��4�m��3�,实测地层压 力38.96MPa,温度142.2℃/3638m。�

(2)地层测试工具进一步完善配套�

针对MFE测试工具泄压等问题,对测试工具及管柱进行了封隔器、支撑管柱等6项改造,提高 了测试一次成功率。在生产实践中,由于致密气层测试技术的逐步完善,不断创出了新水平 。在芳深7井封隔器承受正向压差41.7MPa;在宋深2井封隔器承受反向压差42MPa;在宋深1 井3834.2m测试一次成功。� �

二、压后排液求产技术的进步为提高压裂成功率和扩大地质储量提供了先进的手段

�� 压后排液求产技术是压裂改造增产技术的一个关键环节,它不仅影响压裂效果,而且影响资 料录取质量制约试油速度。为此,我们在这方面做了大量的工作,收到了明显的效果。�

(一)低渗透油层压后排液求产技术�

根据大庆探区的地质条件、井况和压后地层流动规律,经过多年的攻关,形成了适应不同井 层的压后排液求产技术。�

1.排液工艺�

(1)封隔器单卡单向闭式气举管柱工艺�

这种工艺的特点是气举效率高,洗井时洗进液不倒灌,对油层没有伤害。�

(2)封隔器双卡单向闭式气举管柱工艺�

这种工艺主要解决多套油层组合的井,压裂改造上部油层后,单排单求压裂层产能。�

(3)封隔器单卡抽汲排液管柱工艺�

这种工艺的优点是解决下部油层老井挖潜压裂改造后的排液技术难题。�

(4)封隔器双卡抽汲排液管柱工艺�

这种工艺采用长尾管和防砂卡封隔器组合的排液管柱,是老井挖潜和复杂井压后排液的主要 工艺。�

2.油井压后排液求产技术方法�

压裂井排液求产技术方法主要是根据压后地层流动规律及产量变化情况,确定不同时期的工 艺和工作制度,实现最优的排液求产方法。该项技术成果现已形成技术标准,经现场应用不 仅提高了资料的录取质量,而且提高了试油效率。以前平均每层压后排液求产19.25天,该 技术应用后缩短到10.97天,平均每层减少8.28天,经济效益十分明显。

� (二)致密气层压后排液求产技术�

经过多年研究,形成了一套适应致密气层特点的压后排液求产技术�

1.氮气助排技术�

氮气助排技术是由国外引进的,它从空气中制取氮气,靠三级压缩达到高的注入压力用以助 排,利用该方法排液速度快,施工安全可靠。它的应用范围是气层排液和气层压裂后不能自 喷井或自喷能力弱井的排液。�

2.自喷排液方法�

自喷排液是利用气层自身能量进行自喷排液的一种方法。这种方法是以自喷条件为基础, 排 液期间根据产气量增大情况,采用地面较长时间关井,待井口压力恢复到一定程度后,油管 短时间开井放喷排液。�

3.压后求产方法�

气层压裂后因改造规模大、压裂液注入多、排液时间长、地层压力下降快,产量变化较大。 我们依据致密储层的特点确定了排液和求产阶段的划分原则:�

(1)排出的液体能定性说明地层产水否;�

(2)压裂液的返排量不影响地层产气时关井恢复压力;�

(3)待地层压力恢复到原始压力的85%或井口压力恢复小于0.15MPa/d时,再开井求产。�

(4)若关井前期测得的产气量小于8000m��3�/d则不必关井恢复,这种方法在生产中应用 见到了理想的地质效果。例如,汪:903井,J61、65号层,井段3037.0~2962.4m,压后开、关 井放喷排液37个周期,然后关井恢复压力8天,井口压力达到23.2MPa,再进入求产,产气量 达到了50518m��3�/d。��

三、资料综合解释技术的进步与发展,为科学评价储层奠定了基础��

自80年代采用地层测试以来,我们始终从生产实际出发,把最新的试井理论研究和计算机技 术有机地结合起来。从多方面开发研究,取得了一系列的成果,使资料综合解释技术日趋成 熟。�

(一)试井软件的开发,为资料解释提供了先进的手段�

在《DS2.0现代试井解释软件》和《GWT试气资料处理软件》基础上,1997年开始在Windows 95环境下开发试油测试综合评价系统,力求在技术水平上跟上国际先进试井软件发展的步伐 ,建立一个开放的试井平台。该软件的四大功能,即试井设计、试井分析、节点分析和产能 试井,现已完成了大部分的研究工作,取得了阶段性的成果。�

(二)以不稳定试井理论为基础,建立油、气井产量计算方法�

1.气井不稳定产量计算方法�

以往的气井产能确定是通过四个不同工作制度条件下的试气资料求取气井二项式方程和指数 式方程进行的。但对低渗透气井,其产量随时间变化而变化,不易测得稳定的产量,为此, 近几年开展了气井产能评价方法的研究。� 对于气井,定井底流压条件,应用Bessel函数和Laplace变换,可得到下式:� �Q�TX-=-SX(2�m�TX-��0�2r��0�SX)= S X(F(uF)��1�(F(uF))u{��0�(F(u F))+sF(uF)��1�(F(uF))}SX)� 对于上面方程进行Laplace数值反演和反复迭代等变换,就可以得出不稳定气井IPR曲线,根 据此理论,编制了软件,适用于均质、双孔、双渗等多种油藏。用试井资料解释出的地层参 数代入相关方程,便可得出不稳定IPR曲线。该方法不仅可以节省试气时间,而且可以为评 价储层提供更多的参数。�

升深2井,登库组,井段2904.0~2571.0m,共20个小层,1995年8月进行系统试气,这是目前大 庆探区深层自然产能最高的一口井,然而,该层的二项式曲线反向,无法求得绝对无阻流量 ,经分析认为主要是层间干扰造成的。用试井软件解释认为,储层为均质气藏,S=45. 61,D=1.95e��-6�(m��3�/d)��-1�,经过计算,本层的绝对无阻 流量为130万m��3�/d。� 升深2井在采油八厂开采过程中进行了系统试气,并用指数式方程求取绝对无阻流量为112.1 万m��3�/d。�

2.油井不稳定产量计算方法�

在试油阶段,油井的产量是通过现场计量求取的。由于地层测试开井时间不同,其产量不同 ;常规试油由于其周期不同产量也不同,所以,只通过现场测取产量确定油井产能是不够的 。为此,我们通过把不稳定试井理论与Standing和Vogel等方法相结合,建立了在饱和压力 以下油、气两相流动时不稳定产量计算方法,可给出定流压下产量随时间变化曲线及不稳定 IPR曲线,并形成了计算机软件。不论采用何种试油工艺、实测产量如何,只要能解释出准 确的地层参数,代入软件中即可求出IPR曲线,为准确评价油层提供了科学依据。� 树1井,井段:1363.0~1379.0m,葡萄花1-4号层。抽油试采(连抽),日产油田18.19m� � 3�降至11.0m��3�,解释地层渗透率为0.1511μm��3�,表皮系数为7.603,其理 论产量与实际产量对比见下表,从表中可看出在求产350小时后其理论产量与实际产量非常 吻合,平均相对误差为0.1%。��

5H树1井产量对比表� BG(!BHDFG2,F6,2。11F 时间(hr)38110206278350398422460470494 5185 BHDG45”理论产量� (m��3�/d)11�1211�5711�3211 �2111�1311�0811�0611�0411�03 11�0110�995 BH5”实际产量�(m��3�/d)18�1915�5515�8 413 �9011�2011�2610�0111�2911�46 10�4211�00BG)F�

(三)开展了用温度恢复资料对储层进行解释、评价的研究�

通过研究发现,温度升降与测试开、关井密切相关,为此,经理论研究,建立了气井温度试 井的数学方程,通过对方程求解,计算出了用于温度资料解释的双对数和导数图版(见图4 ) 。利用该图版与实测的温度恢复资料拟合,计算出气井产量和热力的参数,为确定多层气井 产量提供了一种有效方法。�

(四)常规试油资料解释方法的建立,扩大了试井解释领域�

在研究提捞、抽汲和气举情况下流压变化规律的基础上,建立了数理模型并进行求解,得出 了常规试油资料解释图版(见图5),利用该方法结合多周期压力数据即可解释出地层参数 ,从而结束了常规试油资料不能解释地层参数的历史。�

四、今后发展方向�

试油测试技术发展很快,虽然形成了满足不同井况和不同地质条件的试油测试工艺及资料综 合解释技术系列。由于地质条件复杂,新情况不断出现,工艺技术适应地质的需要仍有一段 距离,需要逐步解决。近几年,主要在以下几方面多做工作:�

(一)煤层气试油工艺技术有待于进一步研究�

1998年,鸡西已发现了煤层气。由于大庆油田在这方面处于刚起步的阶段,必须进行大量的 调查研究工作,摸索出一套适应大庆探区的煤层气试油工艺技术,为进一步寻找和利用煤层 气打下良好的基础。�

(二)搞好环保是试油工艺的重要环节�

保护环境,提高人们健康的水平,是国内、外都关注的焦点。现在压裂放喷和抽汲排液等作业 对环境的污染非常严重,这是制约试油技术走出国门的主要障碍之一。我们已经进行HSE贯标工作。�

(三)资料综合解释技术有待于进一步完善、提高�

在现有的基础上,要充分利用地震、测井、录井和区域地质规律进行资料解释,使解释参数 更接近实际,达到建成试井综合评价专家系统的目的。�

(作者单位:大庆石油管理局试油试采公司)

上海电子信息职业学院中职部专业有哪些?专业介绍

中专学校可以考大学吗?答案是肯定的。中专学校的学历是可以被大学认可的。中专学校毕业生可以直接申请大学本科学习。

上海电子信息职业技术学院(中职部)专业有哪些:序号专业名称1应用电子技术2现代通信技术3计算机网络技术4信息安全技术应用5数字媒体技术6集成电路技术上海电子信息职业技术学院(中职部)数字媒体技术介绍所属学校:上海电子信息职业技术学院(中职部)专业大类:五年一贯制专业名称:数字媒体技术专业代码:506105专业方向:数字媒体专业性质:精品特色专业,重点建设专业对应职业工种:广告装潢、网站设计、虚拟现实开发等毕业时职业技能所能考 出的职业资格证书:网站设计与网页制作、商务软件开发、WEB前端开发、Autodesk 3ds Max动画工程师、Autodesk影视动画设计师对应开放实训中心:级别:校级专业介绍:专业特色:虚拟现实工程技术人员是2023年国家公布的新职业之一,数字媒体全行业的人才缺口巨大,具有广阔就业前景。毕业生可从业于电视与广播、影视音像、动漫传媒、广告装潢、环境艺术、网站设计、虚拟现实开发等行业,以及各类各类机关企事业单位网站开发与维护,并具备个人创业的技能素养。本专业就业方向包括但不限于网站设计、平面设计、动画制作、视频编辑、虚拟现实开发等,市场人才需求量巨大。

培养目标:培养具有良好的思想品德、社会公德和职业道德,掌握一定的计算机基本理论和美术基础知识,能熟练进行图形图像处理、网站设计与制作、影视编辑、三维动画制作、虚拟现实开发等多媒体作品设计与开发的高级技能型人才。

核心课程:图形图像处理(Graphics and image processing)、UI设计与制作、音视频采集与编辑、影视特效制作、三维动画制作、网页设计与制作、数据库应用技术、虚拟现实开发(VR Design)。

专业建设成果:上海震旦职业学院的数字媒体应用技术专业已开设超过13年,教学团队是上海市级优秀教学团队,建成3门上海高职院校市级精品课程,曾于2017年获得上海市级教学成果(职业教育)一等奖,目前是上海高职院校“双证融通”试点建设专业。本专业学生连续多年在市级、国家级技能大赛中获得奖项,并与多家行业企业建立深度校企合作关系,历年就业率均保持在99%以上。

上海电子信息职业技术学院(中职部)信息安全技术应用介绍所属学校:上海电子信息职业技术学院(中职部)专业大类:五年一贯制专业名称:信息安全技术应用专业代码:506104专业方向:信息安全与管理专业性质:精品特色专业对应职业工种:安全测评师毕业时职业技能所能考 出的职业资格证书:网络工程师(华为、红帽等)、企业网络安全防护(华为,思科)对应开放实训中心:计算机应用实训中心级别:校级专业介绍:培养目标:本专业培养适应5年后上海经济结构调整、产业结构提升、发展方式转变、智慧城市建设推进需要的,思想政治坚定、德技并修、全面发展的,具有一定的科学文化水平,具备良好的职业道德和工匠精神,具有良好的综合素质,具备认知能力、合作能力、创新能力、职业能力,有较强的就业创业能力,熟悉安全等级保护和国家信息安全相关法律法规,具有扎实的网络技术和信息安全与管理专业基础,掌握网络安全管理技能,有很强的实际操作能力、有较强的英语功底的,“能组网布线、能管理维护、能检测评估、能攻防加固、能开发设计、能沟通合作、能持续发展”的“七能”型应用性信息安全与管理中高级技能人才。

专业特色:本专业是学院重点建设专业,2019年上海市首批“五年一贯制”试点专业,2015年与上海行政管理学校合作开展中高职贯通人才培养,2017年与上海应用技术大学合作开设高本贯通人才培养。近五年来本专业积极探索并实践多元化人才培养模式,目前已构建学制层次丰富,纵向贯通,覆盖高职,高本,中高,五年一贯制的四类信息安全人才培养途径,走在现代职业教育改革探索的前沿。本专业拥有一支上海市市级优秀教学团队,多年来专业在全国职业技能大赛信息安全检测与评估、云计算与应用技术赛项和全国大学生网络安全邀请赛等多个赛项上屡获殊荣,2019年专业学生在世界技能大赛网络安全项目上海市选拔赛中成功晋级中国区选拔赛。

主要课程:信息安全技术、Python程序设计、网络安全设备配置、路由器和交换机安全配置、数据库安全管理、WEB应用开发、Windows服务器安全管理、Linux服务器配置与安全管理、WEB应用安全、Python网络编程、Python安全工具开发、渗透测试、网络攻防对抗、服务器安全加固、安全检测与评估等。

就业方向:大中型企业、事业单位、网络集成公司、IT设备生产和销售公司、安全服务公司的网络系统安全运维工程师、安全服务工程师岗位,从事信息系统安全运维、安全检测与审计、漏洞挖掘与修复、服务器安全加固等工作。

资格证书:高等学校英语应用能力证书(PET-A、PET-B)、全国大学英语四、六级证书(CET-4、CET-6)、红帽Linux认证RHCE、华为认证HCIA,HCNP、CompTIA Security+,思科认证CCNA,CCNAS、中国信息安全测评中心CISP-PTE等。

师资团队:教学团队现有成员总数7人,其中院内专任教师4人,来自校外企业一线的兼职教师3人,是一支校企共建的综合素质高、教学能力强、结构合理、专兼结合的团队,2015年建设成上海市市级优秀信息安全技术专业团队。专任教师中教授1人,副教授3人、高级工程师1人,博士研究生1人,硕士研究生5人,团队成员全部获得过思科、华为、红帽及SUN等知名企业的行业认证。企业兼职教师3人,其中2位企业带头人和1位企业技术骨干,其中4名兼职教师获取CISSP和信息安全师认证。

职业资格考试通过率:五年来,信息安全与管理专业学生参加职业资格考试的获证率达96%

专业建设成果:本专业重点打造《网络安全设备配置与管理》、《LINUX服务与安全管理》、《WEB应用安全》、《安全检测与评估》、《渗透测试》5门信息安全技术专业核心课程,制定课程标准,并着力打造精品课程资源。近3年来教学团队承接企业信息安全运维,安全检测,安全意识培训,安全技术培训等相关项目18项,总经费达74万余元。

教科研:本专业教师近几年共申报教研项目立项5项。2015-2019年间团队成员共发表论文20篇,其中核心期刊3篇;出版专业教材8部,其中国家或省规划教材5部,担任主编共5人次。包括“网络协议漏洞分析测试平台建设构想”、 “基于虚拟化技术设计信息安全攻防实训环境”、“一种对抗肩窥的身份认证技术研究与实践”、 “基于组件库技术设计教务信息发布系统”等。2015年本专业教学团队获批为上海市市级优秀教学团队。

课程建设:《网络营销与安全》和《网络安全防护技术》已建成国家级精品课程,《Linux 服务与安全管理》已建成省级精品课程,《计算机组网技术》、《网络攻防技术》、《网络设备配置与管理》3门课程已建成院级精品课程。《Web应用安全》2019年建成院级精品在线开放课程。

学生竞赛获奖:

2013年全国职业院校技能大赛信息安全技术应用赛项二等奖;

2014年全国职业院校技能大赛云安全技术应用赛项三等奖;

2015年全国职业院校技能大赛云计算技术与应用赛项一等奖;

2015年全国职业院校技能大赛信息安全与评估赛项一等奖;

2015年全国职业院校技能大赛云计算技术与应用赛项一等奖;

2016年全国职业院校技能大赛云计算技术与应用赛项三等奖;

2017年全国大学生网络安全邀请赛特等奖;

2018年全国职业院校技能大赛信息安全与评估赛项三等奖;

2018年全国大学生网络安全邀请赛二等奖;

2019年全国大学生网络安全邀请赛三等奖;

上海电子信息职业技术学院(中职部)现代通信技术介绍所属学校:上海电子信息职业技术学院(中职部)专业大类:五年一贯制专业名称:现代通信技术专业代码:506102专业方向:通信工程设计施工、通信工程建设管理专业性质:示范性品牌专业,品牌专业,重点建设专业对应职业工种:通信工程技术人员毕业时职业技能所能考 出的职业资格证书:5G基站建设与维护职业技能等级证书5G移动网络运维职业技能等级证书网络系统建设与运维职业技能等级证书对应开放实训中心:通信技术上海市公共实训基地级别:市级专业介绍:专业概况:通信技术专业开办于1999年,是上海市重点专业,国家骨干院校重点建设专业,上海创新发展三年行动计划骨干专业,2019年入选上海市双一流建设专业。专业目前在校学生总数约480人,2013年起与上海电子工业学校合作开展中高职贯通人才培养,2015年与德国兰茨胡特应用技术大学合作开设中德合作TS班,2019年起开展五年一贯制高职人才培养。

培养目标:专业依托通信与信息技术(ICT)行业,与华为技术有限公司、中国移动通信集团上海有限公司、中邮通建设咨询有限公司等通信行业知名公司以“全程合作渐进”订单式培养模式为主进行深度合作。专业建设立足于上海,面向全国ICT领域系统的建设、管理和后期服务行业,培养达到高等职业教育学生德育和普通文化知识要求,掌握现代通信基本技术原理,熟悉5G移动通信网络构架,具备通信设备安装调试、运行维护能力,能够胜任通信工程设计施工、通信工程建设管理、通信网络运行维护、5G通信人工智能应用等重要岗位的高素质技术技能人才。

专业特色:通信技术专业开办于1999年,是上海市重点专业,国家骨干院校重点建设专业,上海创新发展三年行动计划骨干专业,2019年入选上海市双一流建设专业。专业目前在校学生总数约480人,2013年起与上海电子工业学校合作开展中高职贯通人才培养,2015年与德国兰茨胡特应用技术大学合作开设中德合作TS班,2019年起开展五年一贯制高职人才培养。

主要课程:专业课程包括《电子技术基础》、《通信工程制图与概预算》、《计算机网络》、《综合布线技术》、《现代通信技术基础》、《数据网络组建》、《光传输系统运行与维护》、《综合接入技术》、《无线接入技术与设备运行维护》、《移动通信网络优化》、《通信工程监理实务》、《通信机房运行管理》、《物联网通信技术》、《毕业顶岗实习》等。

就业方向:主要面向通信运营商、通信工程建设服务以及其他相关单位,职业范围包括通信工程勘测工程师、通信工程设计工程师、通信工程概预算工程师、通信设备安装工程师、通信软件调测工程师、通信网络运维工程师、通信网络优化工程师、通信工程监理工程师、通信工程项目管理师等。

资格证书:高等学校英语应用能力证书(PET-A、PET-B)、全国大学英语四、六级证书(CET-4、CET-6)、上海市高等学校计算机等级证书 (一级、二级)、5G基站建设与维护职业技能等级证书、5G移动网络运维职业技能等级证书、网络系统建设与运维职业技能等级证书。

实训基地:专业建有2大实训中心,分别为现代通信系统综合实训中心和通信工程实训中心。现代通信系统综合实训中心设有6个实训室,分别为:光传输实训室 、综合接入实训室、现代交换实训室、无线接入技术实训室、数据网络组建实训室、通信全网组建仿真实训室、移动通信网络优化实训室;通信工程实训中心设有3个实训室,分别为:网络综合布线实训室、光缆布线实训室、世界技能大赛“信息网络布线”赛项选手训练基地。

师资队伍:专业目前共有24名专任教师,其中8名公共基础课教师,16名专业课教师。专业课教师中高级职称教师为4人,双师型教师比例为89%,职业资格证书获取率100%,10名教师具有企业实践经历,2名教师具有国内访问学者经历。

校企合作:通信技术专业与通信企业合作,主要有华为技术有限公司、中国移动通信集团上海有限公司、中邮通建设咨询有限公司等通信行业知名公司,成立校企合作发展联盟,企业和学校共同修订人才培养方案、开发课程、建设实训基地等,形成“校企联动,工学融合”全程合作渐进式的人才培养模式。通信技术专业作为华为ICT学院的人才培养基地,积极开展学生专业技术培训及华为职业技术认证,上海电子信息职业技术学院被授予2019年度“优秀华为ICT学院”称号。

人才培养:近三年来,通信技术专业学生职业资格技能证书获取率为100%,学生就业率为100%,专业对口率85%左右。

专业建设成果:

2013年 (1)全国职业院校技能大赛 国家级 LTE组网与建设 团体二等奖

(2)上海市教学团队评比 市级 通信技术专业教学团队 市级教学团队

(3) 上海市精品课程评比 市级 《通信工程制图与概预算》 市级精品课程

(4) 教材出版 国家级 《光传输系统运行与维护》 机械工业出版社出版

2014年 (1) 上海市精品课程评比 市级 《通信工程监理实务》 市级精品课程

2016年 (1)全国职业院校技能大赛 国家级 4G全网建设技术 团体二等奖

(2)上海市高等职业院校

信息化教学大赛 市级 信息化课堂教学比赛 三等奖1人次

(3)四十四届世界技能大赛

上海市选拔赛 市级 信息网络布线赛项 第一名1人次

2017年 (1)上海市高职高专院校

重点专业建设比武大赛 市级 一流专业建设比武大赛 团体三等奖

2018年 (1)上海市教学团队评比 市级 通信技术一流专业教学团队 市级教学团队

(2)教材出版 国家级 《现代通信技术基础》 清华大学出版社出版

(3)四十五届世界技能大赛

全国选拔赛 国家级 信息网络布线赛项 第二名1人次

2019年 (1)全国职业院校技能大赛 国家级 4G全网建设技术 团体二等奖

(2)教师说课(教学能力)大赛 市级 《通信工程制图与概预算》说课 三等奖1人次

(3)四十六届世界技能大赛

上海市选拔赛 市级 信息网络布线赛项 第一名1人次

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Nature:从FortranAlexNet代码改变了科学界

选自Nature

作者:Jeffrey M. Perkel

机器之心编译

机器之心编辑部

2019 年,「事件视界望远镜」团队拍下了第一张黑洞照片。这张照片并非传统意义上的照片,而是计算得来的——将美国、墨西哥、智利、西班牙和南极多台射电望远镜捕捉到的数据进行数学转换。该团队公开了所用代码,使科学社区可以看到,并基于此做进一步的 探索 。

而这逐渐成为一种普遍模式。从天文学到动物学,每一个伟大的现代科学发现背后都有计算机的身影。斯坦福大学计算生物学家、2013 年诺贝尔化学奖获得主 Michael Levitt 表示,现在的笔记本电脑在内存和时钟速度方面是 1967 年其实验室计算机的一万倍。「今天,我们拥有大量算力。但问题是,这仍然需要人类的思考。」

如果没有能够处理研究问题的软件以及知道如何编写和使用软件的研究人员,计算机再强大也是无用。「现在的研究与软件紧密相关,软件已经渗透到科研的方方面面。」软件可持续性研究所(Software Sustainability Institute)负责人 Neil Chue Hong 如是说。

最近,Nature 上的一篇文章试图揭示科学发现背后的重要代码,正是它们在过去几十年中改变了科研领域。这篇文章介绍了对科学界带来重大影响的十个软件工具,其中就包括与人工智能领域密切相关的 Fortran 编译器、arXiv、IPython Notebook、AlexNet 等。

语言先驱:Fortran 编译器(1957)

首批出现的现代计算机对用户并不友好。编程实际上是由手工完成的,通过电线连接一排排电路。后来的机器语言和汇编语言允许用户使用代码进行计算机编程,但这两种语言依然要求使用者对计算机架构有深入了解,导致很多科学家无法使用它们。

20 世纪 50 年代,随着符号语言的发展,尤其是「公式翻译」语言 Fortran 的出现,上述境况发生了改变。Fortran 语言由 IBM 的约翰 · 巴科斯(John Backus)团队开发。借助 Fortran,用户可以使用 x = 3 + 5 等人类可读的指令进行计算机编程,之后编译器将这类指令转化为快速高效的机器码。

这台使用 Fortran 编译器编程的 CDC 3600 计算机于 1963 年移送至美国国家大气研究中心。(图源:美国大气科学研究大学联盟 / 科学图片库。)

在早期,编程人员使用穿孔卡片(punch card)输入代码,复杂的模拟可能需要数万张穿孔卡片。不过,Fortran 使得并非计算机科学家的研究者也能够进行编程。普林斯顿大学气候学家 Syukuro Manabe 表示:「我们第一次靠自己进行编程。」他和同事使用 Fortran 语言开发了首批成功的气候模型之一。

60 多年过去了,Fortran 依然广泛应用于气候建模、流体动力学、计算机化学,以及其他涉及复杂线性代数并需要强大计算机快速处理数字的学科。Fortran 代码运行速度很快,仍然有很多编程人员知道如何写 Fortran。古老的 Fortran 代码库依然活跃在世界各地的实验室和超级计算机上。

信号处理器:快速傅里叶变换(1965)

当天文学家扫描天空时,他们捕捉到了随时间变化的复杂信号的杂音。为了理解这些无线电波的性质,他们需要观察这些信号作为频率函数的样子。一种被称为傅里叶变换(Fourier transform)的数学过程允许科学家实现这一点。但问题在于傅里叶变换并不高效,对大小为 N 的数据集它需要进行 N 次运算。

1965 年,美国数学家 James Cooley 和 John Tukey 开发了一种加速傅里叶变换过程的方法。借助递归(recursion)这种「分而治之」的编程方法(其中算法可以实现重复地再运用),快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)将计算傅里叶变换问题简化为 N log_2(N) 个步骤。速度也随着 N 的增加而提升。对于 1000 个点,速度提升约 100 倍;对于 100 万个点,速度提升约 5 万倍。

牛津大学数学家 Nick Trefethen 表示,FFT 的发现实际上是一种「再发现」,因为德国数学家卡尔 · 弗里德里希 · 高斯在 1805 年就完成了该发现,不过从未发表。但是,James Cooley 和 John Tukey 开启了 FFT 在数字信号处理、图像分析和结构生物学等领域中的应用。Trefethen 认为 FFT「是应用数学与工程领域伟大的发现之一。」FFT 已经在代码中实现了很多次,其中一种流行的变体是 FFTW(「西方最快的傅里叶变换」)。

默奇森天文望远镜,使用快速傅里叶变换来收集数据。

劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)分子生物物理学和综合生物成像部门主任 Paul Adams 回忆称,当他在 1995 年改进细菌蛋白 GroEL 的结构时,即使使用 FFT 和一台超级计算机,也需要「很多很多个小时,甚至是几天」的计算。但要没有 FFT,很难想象这件事要怎么做,花的时间将难以估量。

线性代数运算标准接口:BLAS(1979)

科学计算通常涉及使用向量和矩阵的数学运算,这些运算相对简单,但计算量大。20 世纪 70 年代,学界并没有出现一套普遍认可的执行此类运算的工具。因此,科研工作者不得不花费时间设计高效的代码来做基础的数学运算,导致无法专注于科学问题本身。

编程世界需要一个标准。1979 年,基础线性代数子程序库(Basic Linear Algebra Subprograms, BLAS)应运而生。直到 1990 年,该标准仍然在发展变化,定义了数十条涵盖向量和矩阵运算的基本程序。

田纳西州大学计算机科学家、BLAS 开发团队成员之一 Jack Dongarra 表示,BLAS 实际上将矩阵和向量运算简化成了像加减法一样的基础计算单元。

Cray-1 超级计算机。(图源:科学 历史 图像 / Alamy)

德州大学奥斯汀分校计算机科学家 Robert van de Geijn 表示:「BLAS 可能是为科学计算而定义的最重要接口。」除了为常用函数提供标准名称之外,研究者可以确保基于 BLAS 的代码能够以相同的方式在任何计算机上运行。该标准也使得计算机制造商能够优化 BLAS 实现,以实现硬件上的快速运行。

40 多年来,BLAS 代表了科学计算堆栈的核心,使得科学软件持续发展。乔治华盛顿大学机械与航空航天工程师 Lorena Barba 将 BLAS 称为「五层代码内的核心机制」。

预印本平台:arXiv.org(1991)

20 世纪 80 年代末,高能物理领域的研究者往往会把自己提交的论文邮寄给同行审阅,这是一种礼仪,但只邮寄给少数几个人。「那些处于食物链底端的人依赖于顶端人的施舍,这往往会把非精英机构中有抱负的研究者完全排除在特权圈之外,」物理学家 Paul Ginsparg 曾在 2011 年的一篇文章中写道。

1991 年,洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的 Ginsparg 写了一个电子邮件自动回复器,以建立公平的竞争环境。邮件订阅者每天都会收到一份预印本列表,每份论文都带有标识符。如此一来,世界各地的用户都可以通过一封电子邮件提交或检索来自上述实验室计算机系统的论文。

Ginsparg 原本计划将文章保留三个月,将范围限制在高能物理社区,但他的同事劝他去掉了这些限制。「就是在那一刻,它从布告栏转变成了档案库,」Ginsparg 表示。在这之后,大批论文开始涌入,其学科之广远远超出了 Ginsparg 的预期。1993 年,Ginsparg 把这个系统移植到互联网上。1998 年,他正式将该系统命名为 arXiv.org。

如今,30 岁的 arXiv 收录了 180 万份预印本文章,且全部免费阅读,其每月论文提交量超过 15000 份,每月下载量高达 3000 万次。「不难看出 arXiv 为何如此受欢迎,」Nature Photonics 的编辑曾表示,「该系统为研究者提供了一种快捷、方便的科研方式,可以告诉大家你在做什么、什么时间做的,省去了传统期刊同行评审的繁琐。」

该网站的成功还对生物学、医学、 社会 学等其他学科类似存储库的建立起到了助推作用,成千上万份新冠病毒相关研究预印本的发布就是一个例证。

数据 探索 器:IPython Notebook (2011)

Fernando Pérez 在 2001 年决定「探寻拖延症」,当时他是一名研究生,决定采用 Python 的核心组件。

Python 是一种解释型语言,意味着程序会一行一行地执行。编程人员可以使用一种被称为「读取 - 求值 - 输出循环(REPL)」的计算型调用和响应(call-and-response)工具,他们可以键入代码,然后由解释器执行代码。REPL 允许快速 探索 和迭代,但 Pérez 指出 Python 并不是为科学构建的。例如,它不允许用户轻松地预加载代码模块或保持数据可视化的打开状态。因此 Pérez 创建了自己的版本。

2001 年 12 月,Pérez 发布了交互式 Python 解释器 IPython,它共有 259 行代码。10 年后,Pérez 和物理学家 Brian Granger、数学家 Evan Patterson 合作,将该工具迁移到 Web 浏览器,创建了 IPython Notebook,掀起了一场数据科学的革命。

和其他计算型 notebook 一样,IPython Notebook 将代码、结果、图形和文本组合到了单个文档中。但与其他此类型项目不同的是,IPython Notebook 是开源的,欢迎广大社区开发者为其发展做出贡献,并且支持 Python 这种科学家常用的语言。2014 年,IPython 演变成 Project Jupyter,支持约 100 种语言,并允许用户像在自己计算机上一样轻松地在远程超级计算机上 探索 数据。

Nature 在 2018 年指出:「对数据科学家而言,Jupyter 已经成为一种实际标准」。那时,GitHub 上已经有 250 万个 Jupyter notebook,如今已有近一千万个,其中包括 2016 年发现引力波和 2019 年黑洞成像的记录。Pérez 表示:「我们能为这些项目做出一点贡献也是非常有意义的」。

快速学习器:AlexNet(2012)

人工智能(AI)可分为两类,一类使用编码规则,另一类让计算机通过模拟大脑的神经结构来「学习」。多伦多大学计算机科学家、图灵奖获得者 Geoffrey Hinton 表示:「几十年来,人工智能研究者一直将第二种研究方法视为『荒谬』」。2012 年,Hinton 的研究生 Alex Krizhevsky 和 Ilya Sutskever 证明了事实并非如此。

在当年的 ImageNet 的年度竞赛上,研究者们被要求在包含 100 万张日常物品图像的数据库上训练 AI,然后在另一个图像集上测试算法。Hinton 表示:「在当时,最佳算法会在 1/4 的图像上出现分类错误」。Krizhevsky 和 Sutskever 开发的 AlexNet 是一种基于神经网络的深度学习算法,该算法将误差率降至 16%。Hinton 表示:「我们几乎将误差率降低了一半」。

Hinton 认为,该团队在 2012 年的成功反映出足够大的训练数据集、出色的编程和图形处理单元(最初为了提高计算机视频性能的处理器)新力量的结合。他表示:「突然之间,我们就能够将该算法的速度提高 30 倍,或者说可以学习 30 倍的数据」。

Hinton 表示真正的算法突破实际上发生在 3 年前。当时他的实验室创建了一个比几十年来不断完善的传统 AI 更能准确识别语音的神经网络。虽然准确率只稍微提升了一点,但已值得被记住。

AlexNet 及相关研究的成功带来了实验室、临床等多个领域深度学习的兴起。它让手机能够理解语音查询,也让图像分析工具能够轻松地从显微照片中挑选出细胞。这就是 AlexNet 在改变科学、改变世界的工具中占有一席之地的原因。

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