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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）35-0024-03
东北石油大学石油工程专业是第二类国家特色专业，在专业建设过程中，始终十分重视对大学生“创新意识与创新能力”的培养，对主要实践教学环节进行了改革，取得了良好的实践效果。具体工作主要体现在以下三个方面。
一、实验教学环节改革
以强化实验教学环节对学生实践能力和创新意识的培养作用为核心，构建实验教学体系。按照理论教学与实验教学既互相关联又相对独立的原则，构建了“1个目标，2个结合，3个层面，4种模式，多种模块”的实验教学体系。即以培养学生实践能力和创新精神为目标，坚持课内与课外、校内与校外相结合，按照石油工程专业实验教学特点设置油气井工程、采油工程、油藏工程3个实验教学模块，通过课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验、自主开放实验4种实验教学模式的训练，使学生得到基本技能、综合技能、创新能力3个层面能力的培养，优化了以不同教学内容与方式组成的实验教学体系，构建实验教学内容有机结合、系统衔接的实验教学平台。实验教学体系中油气井工程、采油工程、油藏工程3个模块，是按照学科专业理论教学与实验教学有机结合，根据实验教学内容特点进行划分的。各模块实验教学依据专业培养目标设立实验项目，形成了由课程基础、综合设计、探索创新3个层次实验构成的实验教学内容体系，并注重将教学改革成果、科学技术研究项目、结合生产实际问题、国家大学生创新实验计划项目、学科竞赛项目等引入、固化在实验项目中，不断更新实验教学内容。设置了一定比例的学生自主选做实验项目，充分调动学生参与实验教学的积极性、主动性，为满足学生个性化发展提供了条件。按照人才培养方案，制定了完备的教学大纲，体现了教学指导思想。分层次实验教学由基本技能、综合技能、创新能力3个层面能力的培养构成。根据理论教学与实验教学有机结合、系统衔接的原则，上述3个层面的能力培养主要通过课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验、自主开放实验4种实验教学模式来实现。
1.课程基础实验。用于理论知识验证和认知、基本实验操作方法及技能训练、数据处理方法及实验报告书写方法训练。采用以教师教学辅导为主导的教学方式，学生边学边实践，通过基础实验项目的全面训练，巩固相应的理论知识，获得实验的基本操作方法及技能，掌握正确的数据处理及实验报告书写方法，培养学生严肃认真的实验作风。该层次培养任务主要由演示或验证性实验和野外地质实习、油田现场实习完成。
2.综合设计实验。该层次实验教学在学生掌握了一定的专业理论知识和实验基本技能的基础上开设，用于训练学生综合分析问题解决问题的能力及自主开展科学研究的实践能力。实验项目内容以理论教学多知识点综合分析与应用为基础设立，采用以学生自主实验为主，教师为辅的教学模式，即学生利用各种信息资源，通过自行查阅资料、设计实验方案、实施实验操作、完成实验结果综合分析和实验报告等。综合设计实验项目的主要由原有的常规实验项目整合、结合生产实际问题、科研项目转化、部分竞赛类项目转化形成。
3.探索创新实验。探索创新实验项目用于培养学生科学研究、科技创新能力，为具备一定科研潜质的学生提供较高级别的创新平台，进行特色培养。鼓励有创新性的实验研究成果申请专利或公开，对这些学生给予创新学分奖励。该类实验教学采取导师制，以学生自主设计实验方案、安排实验过程、实施实验检测为主的教学模式，并根据创新实验项目的类型及容量，成立大学生创新实验组及教学指导小组的方式开展集体创新实验教学工作。探索创新实验项目主要由国家大学生创新实验计划项目、科研课题、结合生产实际问题、学生申请项目等转化形成。
4.自主开放实验。实验室开放教学是在合理配置和优化整合实验中心资源，实现资源共享，完善实验教学、实验室建设制度和运行机制的基础上进行的。主要用于满足学生的兴趣、个性化发展等培养需要。开放的形式主要包括实验管理层面上开放、实验内容层面上开放、课内外科技创新活动开放三种。实验管理层面的开放主要用于实验教学课程内必做项目的时间开放，学生通过实验教学管理网络系统自主选择实验时间；实验内容层面开放主要用于实验教学课程内选做项目的实验，主要为综合设计实验，通过网络预约、实验方案设计提交、批准等程序实施；科技创新活动开放主要用于学生创新能力及个性化培养，实验时间根据项目研究内容确定，按照预约、实验方案提交、可行性分析、计划安排、批准等程序开展。上述三个层面的开放，满足了学生个性化培养的需求，为实现课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验三个层次教学目标提供了保障。通过几年建设与改革，2009年“石油工程与地质实验室”被批准为国家级实验教学示范中心建设单位，为石油工程专业实验教学进一步发展提供了广阔平台。
二、实习教学环节改革
东北石油大学与大庆油田技术培训中心签订了长期实习培训协议，成为我校石油工程专业固定实习基地。该中心具有国家二级安全生产培训机构资质，拥有国内比较先进和完备的训练设施和设备，具有一个4万多平方米室外训练场（包括钻井工程演练场，采油工程演练场）和500多平方米的模拟演示陈列室。钻井演练场，承担着钻井技能训练的任务，演练场共分工具识别、设备解剖、二层平台操作、钻台操作大钳训练以及系绳套等六个训练区，能够完成钻井方向的全部实习任务；模拟演示陈列室包括石油钻井简介、钻进技术、固井技术、钻井常用工具、钻井机械、气控制流程、全套模拟井架等部分组成，采用了实物、模型、照片、光机电模拟显示板、录像等方式，直观形象地展示石油钻井工艺技术、工具设备和流程，对钻井工程培训直起到了非常重要的辅助教学作用。采油工程演练场，承担采油技能培训任务，演练场分抽油机操作、注水井捣流程、油井修井作业三个训练区；模拟演示陈列室包括油水井捣流程、井下管柱、管柱连接、集输流程、油水分离等部分组成，对采油工程培训起到了非常的重要辅助教学作用。近年来，石油工程专业生产实习一直在该中心进行，由该中心老师担任设备操作指导工作，学生能够亲手操作各种设备，避免了以前在油田生产单位实习，对各种设备只能看不能动的局面，既培养了学生动手操作能力，又培养了学生安全操作的意识，切实达到了生产实习的目的。
三、毕业设计改革
2010年，毕业设计由原来13周拓展到15周，增加了毕业设计时间，学生有充分的时间进行创新性研究。由于石油工程专业教师科研题目较多，毕业论文95%来源于教师真实课题，结合工程实际，使学生的实践能力得到真正的锻炼，80%左右的论文质量较高，具有较高的理论水平和实际应用价值。这些论文的一个共同特点是：工作量大，有一定的理论深度，学生在毕业设计期间花费了大量精力深入论文，与教师的科研工作相结合的同学大多数完成的论文质量较高，获得校级优秀和创新杯的同学大部分来源与此。针对石油工程专业教师科研任务多的特点，石油工程专业有20%左右的学生提前半年左右进入毕业设计，参与到课题研究工作中，一方面缓解了教师繁重的科研工作量，另一方面，更重要的是学生的动手能力和工程实践能力得到很好的培养和加强。这些提前进入毕业设计的学生所从事的科研工作主要是以下几个方面：
1.编制软件或参与软件的部分编制工作。实行双学位制度以来，一些对计算机感兴趣的同学辅修了计算机课程，但由于条件限制，这些同学的上机时间很少。这样，一些同学提前介入到教师的课题中来，由教师提供先进的计算机设备和必要的编程书籍，在教师给出理论模型的基础上，独立或参与编制部分软件。一方面，学生需要应用所学专业知识理解掌握数学模型，培养了学生理论联系实际、解决实际问题的能力；另一方面，学生的计算机知识在真刀实枪中得到锻炼，提高了学生的变成能力和计算机知识综合应用能力。
工学硕士重学术研究［2］，而石油天然气工程领域专业学位研究生则具有“石油”特色，侧重解决现场应用中遇到的理论和技术问题。为培养其解决工程实际问题的方法和技能，需要深入企业内部，进行联合培养。因此，在课程学习结束后，到现场进行实习、研究和学位论文写作等工作。为了提高质量需要在现场建立研究生工作站。建立研究生工作站应坚持几个原则:一是在技术人员力量雄厚的现场单位建立工作站;二是在石油企业研究单位建立工作站;三是在现场高级工程技术人员中聘请现场导师，指导和培养研究生，实现联合培养;四是工作站的设立应相对稳定，保持几年不变，有利于积累经验;五是工作站应有一定的接收能力，最好批量接收研究生，一般不接受单个研究生，这样便于管理，便于学生之间的交流与监督，便于现场导师之间的交流与协作。一般在第二学年派遣研究生进入现场工作站，进行为期1年到1年半的联合培养阶段。
2．石油天然气工程领域专业硕士的培养离不开专业教学团队的支持。
石油天然气工程领域专业学位研究生的培养，需要组建和完善相关教学团队。校内导师应具有从事和开展石油工业科研项目及研究的经历和经验，应转变教学思路，更新教学方法，并保持与现场工作站及现场导师的联系。专业学位硕士生需要到企业工作站去完成论文，应聘任现场导师，注意发挥双导师制的优越性。既要充分发挥校方导师的理论指导和学术水平，也要充分利用现场导师的现场经验，形成优势互补，培养学生利用所学专业知识解决实际问题的能力。现场导师应具有硕士以上学历、具有高级职称、从事重要科研及技术研究、具有一定管理和教学能力。为了保证培养质量，应实行校方导师负责制。硕士论文的指导工作由校企双方导师合作、校方导师主要负责，现场导师在技术环节上给以协助。同时双导师和研究生之间应相互沟通，通过电话、邮件、视频等现代化渠道及时联系，协商解决论文中出现的各类问题。
3．石油天然气工程领域专业硕士的培养需要特别注意研究课题的选择。
研究生到达石油企业工作站后，应开展学位论文的选题及开题工作。论文的选题非常重要，是保证论文质量的基础。论文的选题应具有一定的应用价值、一定的深度和先进性。论文的选题一般应有在研的科研项目、工程设计项目或技术改造项目作为支撑，避免“空中楼阁”及“纸上谈兵”。论文的结果应能够直接为企业的科研和生产服务，有利于新工艺、新设备、新材料、新产品的研制与开发。论文的选题还应结合研究生的特长和基础，有利于发挥其主观能动性，积极地完成论文工作。研究生完成《硕士学位论文开题报告》后，需要在现场工作站举行开题报告会，双方导师及现场专家参加。作为评委，对研究生的开题报告、研究内容、技术路线、技术关键等进行一一审查和点评。对不符合要求者，不能通过开题。
4．石油天然气工程领域专业硕士的培养需要加强日常的管理。
由于专业学位研究生需要深入企业、在研究生工作站实习、研究，远离学校。所以，自研究生进站开始，就应该加强对他们的日常科研活动管理。要发挥现场导师的主动性，双方导师保持与学生的联系。校内导师应定期深入现场工作站进行指导，实行“每月汇报”“中期检查”“导师全程跟踪”的管理模式，切实加强专业学位研究生的日常管理，为最大限度地培养学生的专业技能提供保障。同时，学校应邀请现场导师来校，开展技术交流、学术讲座、研究生培养经验交流等。
5．石油天然气工程领域专业硕士的毕业论文及答辩应注重解决工程实际问题。
专业学位硕士的毕业论文应较好地反映学生对基础理论和专门知识的掌握，应体现借助科学理论、方法和技术手段解决工程实际问题。学生所作课题能否应用到生产实际中去，是否具有工程应用价值等均是评价论文质量的重要指标，也可以作为研究生能够顺利出站、获得硕士学位、完成研究生阶段学习的重要考核标准。毕业论文答辩在学校进行，双方导师及校内外专家参加组成答辩委员会，听取研究生的论文汇报并质疑、评价论文的质量。
二、培养质量评估方法探索
石油天然气工程领域专业学位研究生的培养，主要经历入学考试、培养过程、毕业论文答辩及就业4个主要过程。因此，本文提出了通过各阶段成绩来评价培养质量的方法。分析石油天然气工程领域硕士研究生入学成绩、课程成绩、毕业成绩(含就业情况)的关联，跟踪分析培养过程各阶段的成绩数据，评价学生的成绩变化，根据其影响程度赋予不同的权重，并形成评价指标，具体从以下几方面分析。
1．入学考试成绩统计分析。
研究生在大学本科期间的绩点成绩、相对排名及绝对成绩，可作为研究生阶段成绩统计分析的基准。研究生的统考成绩，例如入学统考成绩、入学成绩排名、四六级成绩等，由于均为全国统考，具有可对比性。因此，以上成绩统计既可以作为生源质量的评价依据，也可作为培养质量评价的基础数据。
2．研究生培养阶段成绩统计分析。
研究生入学后进入培养阶段，此后的课程成绩、排名以及最新的四六级成绩可作为培养质量的评价指标，对比原有的成绩数据，分析专业学位研究生培养质量、专业素质的变化过程。课程学习之后，进入论文开题及论文研究阶段。该阶段的质量评估可通过导师打分及学术成果数量质量统计，对学生的科研能力、工作效率、创新能力和独立工作能力进行评估。学术成果方面包括培养期间的情况、主要著作、获奖情况及专利发表情况等。
3．毕业论文答辩成绩统计分析。
学生经过3年的培养，将进入答辩阶段，学位论文质量及评审专家的认可程度，是评价学生培养质量的关键指标之一。
论文摘要：参加国际投标是石油工程服务公司拓展业务、接轨国际及实现自身可持续发展的重要保障，投标的胜负，不仅取决于竞争者实的强弱，也与投标技巧是否得当，策略是否正确有着密切的关系。其中，标书研读与制作就是很关键的一环。本文主要就投标方如何研标书并在标书制作中充分体现自身的优势和能力进行了论述。
1前言
随着我国经济的快速发展，油气需求也呈快速增长趋势。而仅凭国内油气开发已经远远不能满足这种消费需求，所以国内石油工程公司纷纷将目光转向发展国际业务以实现自身可持续发展。积极参与国际石油工程招标，是石油工程公司进入国际石油市场较为公正、安全和有效的途径之～。国际投标一般由五个步骤组成。本文主要就邀标书研究及投标书制作技巧进行探讨。
2标书的研读
业主的招标文件是编制投标书的主要依据，在某些情况下甚至是惟一的依据。因此，一定要研究透业主的招标书，弄清各种关系要素。国际邀标书一般包括三个主要部分：投标须知，合同样本和工程要求。收到招标文件后，首先要快速的阅读浏览相关工程要求，以了解标书中的规定是否与公司自身条件相符，如果符合公司业务范围及施工能力，再对标书进行详细的研读：同时通过一些业主所在国或周边国家施工兄弟单位来了解相关情况。标书三部分各有侧重又相互关联，阅读时注意以下几个方面的工作：
1)分清承包商的责任和报价范围，不要发生任何遗漏；
2)了解各项技术要求，以便制定先进合理的施工方案；
3)及时调查了解工程所在地工、料、机等的市场价格，以免因盲目估价而失误；
4)弄清开、竣工日期及总工期的要求以及奖罚条件，以便制定合理的施工进度计划；
5)工程款支付条件，有无工程预付款；结算方式；拖延付款的责任和利息支付等，以便做好资金使用计划；
6)弄清有无特殊材料、设备及施工方法要求，以便采取相应对策措施
7)弄清工程量清单中各个工程项目组成的内在含义，防止漏项发生；
8)弄清总包与分包的规定，以便当自身施工能力不足时便于分包及协作。
9)弄清施工期限内的涨价补偿规定，以便报价决策时充分考虑利益风险等因素；
10)对含糊不清的问题，应及时提请招标单位予以澄清，包括合同条款、施工范围、报价等。
3国际投标书的
制作国际投标书不仅是传递信息的载体，更是投标人能力、实力与技巧等综合实力的证明，标书制作的优劣直接决定投标人中标的几率。
3．1投标书的组成
国际石油工程投标文件虽然不同的招标公司会有所不同，但一股有三部分构成：
1)技术标书。包括投标证明文件：投标授权书、营业证书、QHSE认证证书、最高管理者情况等；设备情况：设备的名称、技术规格、以前的一些施工业绩、施工图片以及设备的出厂证件、设备的检验情况等。如果设备参数与邀标书要求的有所不同，则要特别说明，说明替代设备的参数、施工情况等；人员情况：人员简历，技术特长，工作经验等：QHSE体系运行情况：各类认证证书以及能够说明系统运行状况的一些记录、文件等；技术优势以及与标书要求相关的补充资料。
2)商务标书。包括标书报价及相关说明，一股包括设备施工报价、人员报价、待命费、材料费、动迁费等。报价的具体形式(包括日费、一次付清或工序报价等方式)要根据标书的要求选择。3)合同标书。包括合同条款异议说明、保险购买情况说明以及投标保函、互相免责协议。
3．2投标书的编制
在通读标书的基础上，投标人应根据要求仔细认真的编制标书，编制投标文件要注意以下几点：
(1)根据投标须知要求的格式、顺序和内容编制标书。投标文件格式不要随意更改。如果投标人填写后，仍未能准确清楚的表达出投标人意思，可以加入补充说明。
(2)技术标书的制作要重点突出投标人员的海外工作经历和相关施工能力，施工设备和工具的实时监控参数、范围及传输能力，优势的或独一无二的施工技术，0HSE的业绩和发展完善的证据，投标人在地域、人文环境以及该区域合作经验上的优势；有能够缩短工期、更安全环保、节约成本、提高收益的替代设备或推荐方案都应该列举在标书中；
(3)合同标书的编制要特别说明人员和设备保险情况，当投标人购买的保险与业主的要求有差距时要重点说明弥补和改进的办法，还有银行保函、免责协议等都要按要求填写办理；
(4)商务标书在按要求报价后，如果同时有几个标书则要突出同时中标或不同数量标书中标的价格折扣；如果有替代或补充设备、方案，则要突出这样施工节约的成本和创造的效益；如果是联合投标则要突出联合投标的价格优势。价格变化大的材料费、油料费等则要特别说明，以减少风险和不必要的损失。
(5)最后反复审核，消除误差要对计算数量，如工程量、单价、总值认真核对。文字表达要准确无误。
(6)标书制作要干净整洁，页眉页脚设置标书名称及编号以及投标人标志，用统一规格的纸张和精致的文件夹装订成册。投标书的装订要便于招标机构的审阅，并在每册封面上打印投标公司的标记。
中图分类号：F224-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0325-01
前言：当前阶段，在国际油气勘探的背景下，油气开发模式逐渐发生转变。随着各国油气资源的不断开采利用，油气开采的传统模式逐渐被现代的开采模式所替代。随着我国经济的不断发展，对于石油资源的消耗在逐年增加，而在石油需求
量日益提高的背景下，如何提高石油工程技术便成为了石油行业发展的一大关键。为提高我国油气资源的生产，政府加强了对石油工程行业的支持。但是，我国的石油工程技术仍与世界发达国家有着不小的差距，很不利于石油行业的发展。为了有效推动石油行业的发展，提高石油工程技术的成功率有效保证石油开采及一系列工程的安全，我们便必须努力提高石油工程技术，从而保证石油作业的正常顺利进行。本论文通过对石油工程行业的现状进行阐述，提出了现阶段石油工程行业存在的主要问题，并对石油工程行业发展趋势给出了见解。
1.石油工程行业的现状
1.1 石油工程行业缺乏技术应用市场
近年来，随着我国汽车工业的快速发展，石油能源缺口越来越大，我国对外的石油依赖越来越严重；相对而言，在我国石油工业发展早期“贫油国”是由产能不足造成的，而目前“贫油国”则是由市场供需造成的。2013年，我国的石油能源总体储量在全球排名第14位，但是人均拥有量不足世界平均水平的20%；为了缓解日益严重的市场供需矛盾，进口依赖度只会越来越大。而相应的，通过石油工程技术来提高我国石油产能，这需要一个较长的实践周期，同时也需要大量的人力、物力和财力的投入，在市场上的应用价值不明显。
1.2 石油工程行业缺乏技术创新
我国的石油工程服务体系还存在很多的缺陷，尽管在人才教育中已经开设了石油工程技术的服务内容，但所涉及的内容都比较陈旧，运行机制也显得十分僵硬。很多石油工程在建设和运转的过程中，认为创新工作所耗费的成本太高，因此研发部门的实际作用发挥并不是很大。数据显示，目前在我国石油工程中所采用的设备、技术、工艺中，65%左右是通过国际市场进口或技术购买。因此，大部分是从国外进口的设备和技术，与我国的实际条件不能完美迎合，就会产生一系列的问题，导致石油行业发展停滞不前，所以，石油工程行业的技术创新十分重要。
1.3 石油工程行业技术人才缺失
我国在石油工程技术方面的人才培养缺乏高端意识，尤其是受到近年来不断提升的就业压力影响，人才培养过程中更关注封闭式的应用训练，而在科技创新和高等技术方面的培养缺乏有效地模式。素质教育在我国已经发展了多年，在大部分领域都得到了验证，但石油工程技术与石油产业联系过于紧密，人才的出口渠道较为狭窄，结合多方面的因素造成了低级人才和中级人才过剩，但高级人才却严重不足。教育行业对于石油工程相应人才的培养，仅局限在应用训练，没有结合实际情况进行实操训练，很容易让知识和技术脱轨，从而导致缺乏高级人才。
2.石油工程行业的发展趋势
2.1 石油工程技术的创新
技术创新是石油工程应用中的一个重要环节，也是对自身技术能力的提升。面对国外石油行业对先进技术的封锁，必须提高我国石油工程技术中的自主性科技含量，例如在完井、清蜡、密封、防腐蚀等方面，也包括相关服务性维护方面等。石油工程技术的创新需要构建适应的机制，尤其是要以石油企业作为主要的平台，开放国内的技术交流合作，加强科研互动沟通，强化部门之间的联系。石油工程技术创新，可以让石油开采效率提高，石油储存及其他工作程序之间联系更紧密，对于石油工程行业的发展十分重要。因此，技术人员不仅要做好自己的工作，同时可以将创新研究结合到自己的工作当中，将研究创新作为工作人员工作的一部分，让创新融入行业。
2.2 市场应用机制的培养
石油工程行业的发展与石油工程技术的发展时分不开，石油工程技术的发展与市场应用是密切相关的，没有市场的认可，技术也就没有研发的价值。应该以市场为前提，以企业为平台，以高校或研究机构为支撑，构建一个完整的市场应用培养机制。在这一体系中，最重要的是打造高素质的技术团队，针对现实中存在的各种问题进行优化，最终作用在石油工程技术方面，通过新发明、新工艺和新设备的投入，将经济力量进行优化，实现市场的良好反应。市场应用机制的完善，为研发提供技术、人才和经济的支持，提高研究人员的积极性，同时也为研究人员提供了保障，为行业发展提供机制的基础，让石油工程行业像健康的方向发展。
2.3 人才培养制度的完善
人力资源是一切产业运转的基础。针对于目前我国的石油工程行业人才培养制度进行改革，要注重突出现实应用和市场体制，摆脱长久以来的理论知识枷锁。新的人才培养机制应该以功能性创新配置为关键，注重实践；同时，适当地调整目前石油工程技术的人才结构，将低级人才、中级人才和高级人才控制在一个合理的比例范围内。人才培养制度的完善，可以为石油工程行业提供充足且具有实操经验的技术人才，让行业发展不受人才不足的制约，也为行业研究创新提供更多的专业人才，保证行业有充足的新鲜血液的注入。
3.结语
我国发展十分迅速，对于石油的需求量也随之不断增大，石油应用于各行各业，对我国经济发展起到重要的作用，因此石油工程行业的发展对我国的发展有十分密切的关系，因此，要想将石油工程行业的发展加快，必须要提高石油工程技术，培养相应的技术人才，为石油工程行业提供基础的人力和财力，确保石油工程行业健康的发展，为我国的发展提供坚实的基础。
二、单项工程设计教学的优点
1.成熟的教学内容降低指导难度
在石油工程设计中，各个单项设计的内容几乎没有太多的更新。以钻井工程设计部分为例，在钻井工程设计阶段，通常选用某油田的真实《钻井设计》作为主要参考资料。由于钻井工程设计内容较多，在设计的过程中，将学生分组，每小组3人，分别进行水力参数设计、固井参数设计、钻柱及下部钻具组合设计等，再将三部分内容合在一起，构成完整的钻井工程设计。在进行各部分设计的过程中，学生根据教材或专业书籍、工具手册上给出的计算方法进行计算。这个过程就是先有结果，之后要求学生根据现有专业知识进行结果复核。一般情况下，指导教师对每口井的钻井设计计算结果出现的各种问题较为了解，教学指导过程难度较小。
2.较短学时内保证各单项设计的完整性
由于石油工程设计的内容较多，而教学学时较短，为了保证学生能够得到各个单项设计过程的训练，同时也为了保证每个单项设计的相对完整性，对每个部分的设计内容都进行了适当的简化，便于学生抓住重点，训练解决问题的能力，以利于较短时间内教学工作的顺利开展。
3.模块化教学内容提高了学生的设计效率
石油工程设计在分成四个单项进行教学时，每个部分的教学内容都比较集中，都有相对独立性。指导教师根据设计内容详细讲解，使学生能够明确主要的设计思路和设计方法，并进行初步模仿和试做。学生在进行各部分设计时，根据事先拟定的已知数据和资料，采用教材上给出的设计方法进行计算，针对具体设计内容快速完成该部分的设计，提高了学生完成各分项工程设计的效率。
三、单项工程设计教学的不足
1.单项工程设计内容更新速度慢
石油工程设计各个单项设计内容的前提条件和已知条件更新速度较慢。如，钻井工程设计部分参考的原始设计还有20年前的，这与当前的钻井技术发展速度不匹配。很多陈旧的设计方法和理念还没有得到及时的改进，很多新的技术方法没有充分考虑和融入，甚至有些设备工具早已淘汰，但却在目前的设计中出现。这对实践类教学是不利的。
2.各单项工程设计之间联系不够紧密
学生在进行工程设计时，各个专题的训练几乎是孤立的，没有共同的数据基础，相互之间缺少必要的联系。一名合格的石油工程师必须具有全局意识，因此，只有将各个专题通盘考虑，设计出的内容才能真正服务于实际生产，才能与目前提倡的“卓越工程”素质培养相符。目前，从各单项各自的训练内容上看，确实能够使学生在各单项上得到好的锻炼。但是在进行各单项设计时，学生却不能从油田开发过程的全局出发。学生在设计过程中很少加入个人观点，也会相应的缺少全局意识和观念。因此，在工程设计训练中，应增强工程设计综合训练力度，使学生通过查阅文献或资料，理顺各个专题设计中的前后逻辑关系和衔接次序，优化以培养具有“综合业务素质”工程师为特色的教学内容。近几年，学校参加全国石油工程设计竞赛的作品数量较少，设计质量不高。究其原因，不是学生不优秀，而是缺乏必要的指导。学生不知如何从全局考虑，做一个上、中、下游一体化的完整的石油工程设计。这也说明以往孤立式、分专题开展石油工程设计教学存在不足。
3.学生缺少获取和加工原始数据方法的训练
石油工程设计各个专项设计内容的已知参数和设计要求基本上都已给出，缺少训练学生如何获取和加工原始数据的思路和方法。经常出现学生采用教材的计算方法计算出来的结果与已知数据相差很大，使学生产生困惑和不解。这其中一个重要原因是，学生对现场的实际地质情况和工程施工情况缺少了解。如果能够训练学生从某一油田开发初期的原始资料开始进行编辑整理，并作为学生将要进行石油工程设计的原始参考资料，依次进行油藏工程、钻井工程、采油工程和储层改造工程等四个专题模块的设计，学生既学会了解决问题的方法，又学会了发现问题、分析问题的方法，从而培养学生综合考虑问题，从全局出发进行石油工程设计。
4.学生团队协作能力未能得到充分训练
在进行石油工程设计时，为了让每名学生在短时间内完成全部的工作，只能降低设计难度，减少发现问题和分析问题的环节，更多地强调解决问题的最后一个环节。而发现和分析问题的环节往往是更难的，是更需要训练的，同时也需要更多的时间和更多的人在一起进行分析和讨论。因此，在进行石油工程设计实践教学的训练过程中，其组织形式也应模仿现场工程师的工作方式——团队协作。这样做，可以使学生体验到石油工程设计的真实性，还可以使学生在团队协作的工作方式中学会与他人相处，体验在团队协作中自己应承担的责任和义务，增强学生的责任感和大局观念。学生毕业工作后，能感受到在学校所进行的石油工程设计具有很强的实用性。
四、单项工程设计教学的改革方案
1.强化小组讨论机制
在石油工程设计教学过程中，要求学生以团队协作方式进行四个专题的综合训练。在四个专题设计之初，要求小组成员必须针对各自的专题设计要求提出问题，小组内部进行讨论和研究，撰写公共部分内容，形成小组讨论机制。这样做的目的就是要求小组内各成员能够相互配合，团结协作。虽然小组内各成员主要负责其中一个专题的设计工作，但是每名成员必须根据自己对基础数据的理解和四个专题的共同需求，提炼出共同使用的公共数据资料，从而训练学生的工程意识和全局意识。
2.延长教学时间
单项工程设计实践教学环节与学生毕业后从事的工作内容息息相关。在大四阶段，强化和细化这些实践性较强的教学内容越来越有必要。因此，适当延长单项工程设计的教学时间也是非常必要的。目前，本校以往安排在大四阶段的专业课程多数都提前到大三阶段，目的是给考研的学生腾出更多的时间来专心备考。这样一来，大四阶段的教学时间较为充裕，使延长单项工程设计的教学时间成为可能。
一、引言
自东北石油大学石油工程学院海洋油气工程专业成立以来，全国石油高校如雨后春笋般相继成立了海洋油气工程专业，海洋油气专业的成立象征着高校石油专业教育迈向海洋石油，是具有划时代的历史意义。随后几年来，石油大学(北京)、石油大学(华东)等石油院校率先成立了该专业的硕博点。随后的几年里，2013年，东北石油大学石油工程学院迎来了第一批海洋油气工程系毕业生，该届教育毕业生就业率达80%以上，彰显了海油企业对该专业人才的需求。
然后，随着国际油价的走低，尤其跌破30美元以来，石油院校毕业生面临严峻的考验，而海洋油气工程作为一个新兴专业，其严峻性较石油工程类老专业而言，可谓是雪上加霜，海洋油气工程专业毕业生就业率达到冰点。因此，低油价下的海洋油气工程系的未来何去何从?如何在低油价新形势下海洋油气工程系进行常态化的发展?这是本文待讨论的问题。
二、重视专业人才引进，加强师资梯队建设
海洋油气工程专业从总体规划来看，主要包括两大部分——海油和海工两个方向，其综合性集成了海上油气藏开发、钻、采、集输四个环节。以西南石油大学为例，海洋油气工程依托石油与天然气工程国家一级学科，将陆上油气田钻井、完井、采油(气)、油气集输的领先技术与海洋石油、天然气相关技术结合并考虑海洋油气田钻井、完井、采油(气)、油气集输的特殊性，理论与实际相结合，形成海洋油气工程的研究基地与博士生、硕士生培养基地。但就其专业教师队伍而言，西南石油大学的海洋油气工程系专职教师仍存在不均衡状态，专职教师仅8人。无独有偶，我校的海洋油气工程专业目前专职教师10人，兼职教师1人，其中龙江学者1人、教授2人、副教授4人、讲师4人、助教1人、博士生导师2人、硕士生导师6人;教授占18%，副教授占37%(图1)。从师资上，目前硕博比例相当，博士比例占55%，硕士比例占45%。从平均年龄来看，整体年龄偏小，平均年龄不足35岁。而在研究方向上，海洋工程方向占40%，海洋石油工程方向占60%。
综合上述分析来看，国内石油院校的海洋油气工程专业目前师资上面临严重不足，主要体现在以下两点：一是教师队伍年轻化，教学经验不足是普遍的现象，教学梯队健全难;二是师资专业结构不均衡，多数专业教师都是从石油工程等院系调配过来的，而海工方向教师又多出自非石油院校，师资专业结构偏差较大，导致海油与海工互为独立，往往造成海油和海工严重脱节，难融成一体。因此，在人才引进方面，充分考虑油田企业人才需求，一方面加强深化与中海油、中石化、中石油企业交流与合作，听取油田企业对人才的需求风向，邀请企业高层领导参与专业建设，共同分析低油价新形势下人才培养需要，因地制宜，对海洋油气工程专业引进相应的人才;
另一方面推进高校间的合作交流，对优选出的骨干青年教师，可以推行“2+2”合作模式，或加强硕博研究生访学模式，借鉴其他院校海洋工程方面的先进经验，在其他院校进行培训学习，以及国际高校的先进经验，填补海洋油气工程的空白。最后，在人才引进方面，尤其对于偏远地方的院校，加大人才引进力度，制定相应的奖励制度，如对发表高级别的文章等成果进行奖励，提高安家费等待遇，吸引优秀人才任教。
三、深化人才培养方案，探索“订单式”培养思路
人才培养方案是人才培养的根本。海洋油气工程专业是顺应海油油气开发形势下的产物，但亦不可仅拘泥于海油企业，还需胜任诸如中石油、中石化等企业。因此，在人才培养方案上应建立以海上石油为主、陆上石油为辅的教学方案。与此同时，在专业人才培养方案上，还要兼顾海油和海工方向的均衡，让学生既能掌握石油工程的专业知识，同时也能熟练掌握海油油气专业特色领域本领。这就需要在课程设计上，把握好学科和研究方向的分寸，加强与油田现场交流和合作。建议在课程设计上增开与油田现场研讨式课程(如16学时)，任聘现场领导来校进行讲座，传授和交流现场的先进生产经验，在课堂上与学生互动，增进学生学习的热情和专业感情培养。最后，强化与油田现场的合作，尤其是中海油企业的合作，如充分利用学校现有的资源，建立“校企合作”平台，签订相关协议，为企业输送人才提前签署“订单”，建立长效机制，等等。
四、加强产学研一体化，动用多种手段，强化专业学生实践能力
(一)积极鼓励一线教师参与科研工作，理论实践相结合，反作用于课堂
高校教学质量提高离不开产学研一体化进程，这就需要授课教师不仅要胜任课堂教学，也要具备科学研究的素质，因此就要求任课教师在专业方向上具有较好的动手能力，鼓励高校教师承担各类纵向基金和横向科研课题，以扎实的理论功底为基础，开展课题的深入研究，不断创新、进取，通过理论联系实践，提炼专业技术新观点和新认识，在学术期刊等发表学术论文，推进专业知名度，亦可反作用于课堂教学，让学生不仅掌握专业教学知识点，同时也能了解油田企业科研领域，使本科生就业后社会适应性较强，从而提高了毕业生源的质量。
(二)动用多种手段，强化专业学生实践能力
在教材规划上，利用我校丰富的教学资源，改进教学方法，创新教育思路。近几年来，我校和兄弟院校取得了较为丰硕的成果。如2012年，我校联合兄弟院校海洋油气工程系，在教材编写上结合各自优势，联合编写了《海洋采油工程》、《海洋油气工程概论》、《海洋钻井平台设计》、《海洋装备腐蚀与防护》等国家“十二五”规划多部教材，教材内容贴近海洋油田及平台设计，符合油田发展实际需要，有别于传统的石油工程类教材，更加强调内容“海味”的特色，让学生能较好地掌握海洋油气工程的学科特色和知识点。同时，利用我校丰富的教学资源，在学校网络平台上已建成了《海洋石油工程》等精品课程公开网络课堂，利用特色专业和建设成果，完成了公共精品课程的建设，并在网上实行资源开放，本校及外校学生可以通过网络进行课外学习，大大丰富了学生的业余课堂。
另外，积极鼓励学生参与石油工程类的大赛，如近几年来的中国石油工程设计大赛、中国海洋钻井平台设计大赛，此类比赛既能体现教师的专业功底，同时也能锻炼学生的动手能力，导师督导，学生动手操作，发挥他们的想象力和创造力。同时，如我校近两年自发连续举办2届东北石油大学海洋平台设计大赛，形成了我校特色专业的校级比赛，赢得了学生一致好评，参与该类大赛除海洋油气工程专业外，还积极鼓励油气储运专业、机械工程和土木工程专业学生参与其中，充分调动学生的积极性和主观能动性，提高专业知名度。
五、结语
石油工程的特点和性质决定了人才和技术对行业发展有着重要的影响，而人才和技术二者之间又是相互依存、相互促进的，因此，创新型人才的培养在促进石油工业的发展从而加快创新型国家的建设中发挥着重要的作用。
（一）培养创新型人才是石油工业国际化发展的要求
随着石油工业的快速发展，我国已经进入世界石油与科技市场，这意味着我国石油工业要应对国际市场中复杂的技术交流和激烈的市场竞争。石油工业的跨国开发与经营对石油工业技术与管理人员的综合素质提出了更高的要求，不仅要有扎实的专业基础，还要熟知国际石油工程的相关技术与商务要求，同时要具备较强的组织协调能力和经营管理能力。因此，培养石油创新型人才是石油工业国际化发展的要求和基础。
（二）培养创新型人才是应对复杂开发环境的技术要求
石油作为一种不可再生的自然资源，在不断地勘测开采中已经越来越稀缺，提高石油勘测技术和采收率已经成为石油工业发展的重要课题。同时，随着条件较好地带的石油未开采数量的不断锐减，这些地带剩余石油的开采难度必将加大，而且石油开采需要继续向深海、极地、沙漠等条件极其恶劣的地带延伸，这些都给石油工程带来了更大的技术挑战和更高的人员素质要求。因此，培养具备专业能力和创新能力的人才是应对日益复杂的石油开发环境的技术要求。
（三）培养创新型人才是石油企业面向工程实际的人才需求
随着石油工业的发展，石油企业对专业人才的需求不断增加，企业希望毕业生可以快速适应工作需要、熟练开展工作，并在工作中具有较强的创新潜力，能在日益复杂的开发环境中发现问题、提出解决办法，促进企业的发展与进步。因此，高校需要培养适应企业要求的创新型人才以满足石油企业面向工程实际的人才需求，这也是高校提升学生就业率的必然途径。
二、目前高校石油工程创新型人才培养中存在的问题
目前很多高校已经意识到石油工程创新型人才培养的重要性，然而由于传统教育观念和教育模式的影响以及高校重视程度和改革力度的不足，在进行创新型人才培养的过程中存在着很多的问题，主要表现在以下三个方面。
（一）师资队伍结构不合理，教学质量无法保证
我国石油高校的教师多是工科院校的硕士和博士生出身，虽然文化程度高，但缺少师范专业教学能力的培养，同时由于其缺乏工程实践的背景，所以存在着知识结构不合理，过于偏重理论学习的问题。他们仅有的实践经验也多是参与导师的研究课题积累而来的，缺乏系统全面的工程实践知识，导致在教学过程中只偏重理论教学，对学生的实践能力缺乏培养和指导。此外，这些教师往往对提升科研水平的热情高于对教学方式的探索，这些都导致了石油工程教学实践中的质量无法得到保证。
（二）教学模式单一化，缺乏个性指导
目前很多高校的教学模式仍然保留着传统的传授式教学，没有充分利用现有的教学设施进行多样化的教学形式，从而在创新型人才的培养上存在很多问题。例如，教学过程中只重视理论知识的讲解与传授，严重缺乏知识应用与技能实训，授课时对课程内容精选不够，其知识结构系统性和逻辑性不足等。教学模式的单一化严重制约了教学质量的提升，缺乏个性化的指导也不利于学生的成长和发展。
（三）实践环节不完善，实践学习效果差
我国高校石油工程的课程实践多是在校内的实验室完成的，导致实践过程中主要目的是对所学理论知识进行验证，对学生在实验设计、问题分析以及表达能力等方面的培养严重不足。此外，由于企业一般不愿意为学生提供实习场所和机会，学生在生产实习阶段也往往没有获得足够的实习锻炼，毕业设计也多流于形式，或因选题过大或涉及知识比较复杂，最终以毕业论文代替，没有充分培养学生综合运用各类知识解决工程问题的能力。
三、培养石油工程创新型人才的教学研究
石油工程创新型人才的培养，要以满足石油企业面向工程实际的人才需求为目的，培养学生扎实的专业基础和综合的实践运用能力，具备把专业知识转化为工程技术的创新能力，从而能够解决石油工程实际发展中面临的技术难题。为了实现这一目标，笔者在对目前创新型人才培养机制中存在的问题进行分析的基础上，进一步探讨了培养石油工程创新型人才的具体教学方式和途径。
（一）完善创新型人才培养方案
1.增加经管类和人文类课程，提升学生综合素质。石油工程是一个涉及多学科、多领域的产业，在工程实践和工程创新中，往往需要综合利用技术、经济、环境、社会等多方面的知识，因此，创新型人才培养需要培养出具有复合型知识背景且能在工程实践中运用这些知识和能力进行技术创新的人才。就目前的高校课程教育来说，需要增设和改进的地方有很多，增设油气藏经营管理、石油工程招投标、人际关系学、领导艺术与才能等经管类和人文类的课程，可以很大程度上拓宽学生的知识面、增强学生的综合能力；引进企业的企业文化、时间管理、职业生涯规划等短期培训，可以让学生提前进行岗前培训和职业素质培养；组织学生进企业参观调研，可以让学生提前了解企业、了解工作环境和内容，以便毕业后快速完成角色转换。
2.完善专业课程体系，强化校内实训环节。完善的专业课程体系可以让学生在学习中系统而全面地了解专业、掌握知识脉络。石油工程的专业基础课和专业课包括渗流物理系列、石油工程流体力学系列、油气田开发工程系列、钻井完井工程系列、采油工程系列等五个系列的课程组，这五个系列的课程组以技术流程为主线，便于学生整体掌握石油工程的理论知识和技术过程。而在这五个系列的教学中，要强化每个环节的实训性，让学生在实践操作中更好地强化理论知识和专业技能。3.提供多方向的专业培养。高校可以通过制定宽专业、多方向的培养方案，给学生提供更大的选择空间，以满足学生多样化的需求和兴趣，这样既保证了学生专业知识结构的完整性和系统性，又对所修方向有足够深入的认识和学习，能够更好地使用工作需要，从而在实际工作中发挥出更大的创新潜力。
（二）建立完善的教学保障体系
1.建立创新型教学团队。一个缺乏创新和实践的教学团队是不可能培养出创新型人才的，也就是说建立创新型教学团队对培养创新型人才有着关键的决定作用。建立创新型团队可以具体从以下两个方面进行：第一，引进专业领域的名师，引导教学团队的建设，学院按不同系列的课程组构建出名师引导下的教学团队，由名师引领团队进行专业领域相关专题的教学内容和形式的探讨，充分利用各种措施调动团队成员的积极性，形成积极向上、不断创新的教学氛围；第二，建立完善的制度保障，教学团队中的每个人都有平等的机会充分展示自身的能力，通过建立完善的制度来保障团队成员间的甄选、提升、奖励、发展等方面的公平公正，从而充分调动团队成员的积极性，提高教师工作质量。
2.优化教学模式。目前缺乏个性指导的单一化教学模式严重不利于创新型人才的培养，因此，需要教师在全面把握和理解课程体系的基础上，运用创新性的教学方法充分调动学生的积极性和主动性，将知识讲授与学生自学、理论学习与课程实践有机地结合起来，培养学生综合运用各类知识分析问题、解决问题的创新能力，从而实现创新型人才的培养目标。
3.强化实践教学环节。石油工程是知识实践性和技术应用性很强的专业，组织学生进行现场工程实践、培养学生工程技术应用能力，对实现创新型人才培养是十分重要的，这不仅可以强化学生在实际工作中的应对能力和创新能力，还帮助学生在之后的学习中加强了目标性和针对性，从而更好地完成专业知识的学习和应用。
1前言
随着我国经济的快速发展，油气需求也呈快速增长趋势。而仅凭国内油气开发已经远远不能满足这种消费需求，所以国内石油工程公司纷纷将目光转向发展国际业务以实现自身可持续发展。积极参与国际石油工程招标，是石油工程公司进入国际石油市场较为公正、安全和有效的途径之～。国际投标一般由五个步骤组成。本文主要就邀标书研究及投标书制作技巧进行探讨。
2标书的研读
业主的招标文件是编制投标书的主要依据，在某些情况下甚至是惟一的依据。因此，一定要研究透业主的招标书，弄清各种关系要素。国际邀标书一般包括三个主要部分：投标须知，合同样本和工程要求。收到招标文件后，首先要快速的阅读浏览相关工程要求，以了解标书中的规定是否与公司自身条件相符，如果符合公司业务范围及施工能力，再对标书进行详细的研读：同时通过一些业主所在国或周边国家施工兄弟单位来了解相关情况。标书三部分各有侧重又相互关联，阅读时注意以下几个方面的工作：
1)分清承包商的责任和报价范围，不要发生任何遗漏；
2)了解各项技术要求，以便制定先进合理的施工方案；
3)及时调查了解工程所在地工、料、机等的市场价格，以免因盲目估价而失误；
4)弄清开、竣工日期及总工期的要求以及奖罚条件，以便制定合理的施工进度计划；
5)工程款支付条件，有无工程预付款；结算方式；拖延付款的责任和利息支付等，以便做好资金使用计划；
6)弄清有无特殊材料、设备及施工方法要求，以便采取相应对策措施
7)弄清工程量清单中各个工程项目组成的内在含义，防止漏项发生；
8)弄清总包与分包的规定，以便当自身施工能力不足时便于分包及协作。
9)弄清施工期限内的涨价补偿规定，以便报价决策时充分考虑利益风险等因素；
10)对含糊不清的问题，应及时提请招标单位予以澄清，包括合同条款、施工范围、报价等。
3国际投标书的
制作国际投标书不仅是传递信息的载体，更是投标人能力、实力与技巧等综合实力的证明，标书制作的优劣直接决定投标人中标的几率。
3．1投标书的组成
国际石油工程投标文件虽然不同的招标公司会有所不同，但一股有三部分构成：
1)技术标书。包括投标证明文件：投标授权书、营业证书、QHSE认证证书、最高管理者情况等；设备情况：设备的名称、技术规格、以前的一些施工业绩、施工图片以及设备的出厂证件、设备的检验情况等。如果设备参数与邀标书要求的有所不同，则要特别说明，说明替代设备的参数、施工情况等；人员情况：人员简历，技术特长，工作经验等：QHSE体系运行情况：各类认证证书以及能够说明系统运行状况的一些记录、文件等；技术优势以及与标书要求相关的补充资料。
2)商务标书。包括标书报价及相关说明，一股包括设备施工报价、人员报价、待命费、材料费、动迁费等。报价的具体形式(包括日费、一次付清或工序报价等方式)要根据标书的要求选择。3)合同标书。包括合同条款异议说明、保险购买情况说明以及投标保函、互相免责协议。
3．2投标书的编制
在通读标书的基础上，投标人应根据要求仔细认真的编制标书，编制投标文件要注意以下几点：
(1)根据投标须知要求的格式、顺序和内容编制标书。投标文件格式不要随意更改。如果投标人填写后，仍未能准确清楚的表达出投标人意思，可以加入补充说明。
(2)技术标书的制作要重点突出投标人员的海外工作经历和相关施工能力，施工设备和工具的实时监控参数、范围及传输能力，优势的或独一无二的施工技术，0HSE的业绩和发展完善的证据，投标人在地域、人文环境以及该区域合作经验上的优势；有能够缩短工期、更安全环保、节约成本、提高收益的替代设备或推荐方案都应该列举在标书中；
(3)合同标书的编制要特别说明人员和设备保险情况，当投标人购买的保险与业主的要求有差距时要重点说明弥补和改进的办法，还有银行保函、免责协议等都要按要求填写办理；
(4)商务标书在按要求报价后，如果同时有几个标书则要突出同时中标或不同数量标书中标的价格折扣；如果有替代或补充设备、方案，则要突出这样施工节约的成本和创造的效益；如果是联合投标则要突出联合投标的价格优势。价格变化大的材料费、油料费等则要特别说明，以减少风险和不必要的损失。
(5)最后反复审核，消除误差要对计算数量，如工程量、单价、总值认真核对。文字表达要准确无误。
(6)标书制作要干净整洁，页眉页脚设置标书名称及编号以及投标人标志，用统一规格的纸张和精致的文件夹装订成册。投标书的装订要便于招标机构的审阅，并在每册封面上打印投标公司的标记。
中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）06-0188-02
高校实验室开放运行可以促使学生作为主体参与到实践教学环节，提升学生和教师的工程实践能力和科技创新能力，同时可以提高仪器设备的利用率。近年来，很多高校都对实验室的开放进行了一定程度的探索和尝试[1-4]。石油工程类专业实验室涉及大型、精密设备较多，对安全要求高，而且对实验教师的教学能力要求很高，其开放管理模式与一般基础类实验室有所区别。石油与天然气国家级实验教学示范中心通过探索，初步形成了具有我校特色的石油工程类专业实验室的开放管理模式。
一、专业实验室开放形式、教学内容和方法
1.实验室开放形式。从提高学生创新和工程应力能力、学生的积极参与度、实验设备的利用率等方面而言，石油工程类专业实验室的主要开放形式有：规定学时外的实验室开放、面向科技创新的实验室开放、面向专业技能训练的实验室开放、面向非石油专业的共享与开放等[4]。第一种形式，对于不能在一个批次内完成的实验，分批次、分时间进行实验室开放；同时面向学有余力的部分学生以选修实验课程的形式开放实验项目。第二种形式，根据学校实施的“万、千、百、十”四个层次逐层递进的大学生科技创新体系和中心教师承担的科研课题开放相应实验室，培养学生的科技创新思维和工程实践能力。第三种形式，通过课程设计、专业综合训练、毕业设计和全国石油工程设计大赛等实践环节的实验内容，开放部分实验室让学生利用石油工程设计软件或专业实验设备进行设计。第四种形式，利用中心石油类实验室对校内机械、电子、安全等10余个专业的本专科生开放，实现非石油专业学生的石油工程基本认知实习，满足大石油工程教学体系的需要。同时，面向市内尤其是大学城高校共享开放中心的石油与天然气工程实践教学基地和部分实验室。
2.开放实验教学内容。在开放实验室教学内容的构建方面，按照因材施教和符合学生认知规律的要求，充分考虑学科间的交叉渗透，根据人才培养的总体要求，加强科研、工程和企业应用的密切联系，及时融入科技创新和实验教学改革的成果；加大模拟仿真与工程训练的教学内容，注重提高学生的工程实践能力和研究创新能力[6]。例如，根据重庆市重点实验室的建设需要和石油工程等专业实验教学的特点与专业特殊性，结合中心承担的国家“863计划”等重大科研项目，先后自主研制了部分设备并依据设备特点开发了相应的系列实验项目，面向学生开放，在培养学生创新能力方面发挥了重要作用。
3.开放实验教学方法。针对不同的石油工程专业实验室开放形式，改进了相应的开放实验教学方法。与传统“教师怎么说，学生怎么做”的实验教学方法不同，尤其是石油工程这种专业性较强的开放实验室，对实验教师的专业技能提出了很高的要求，促使实验教师不断提升自身技能，探索合适的、多样化的实验教学方法。注重以学生为本，注重课内外结合、教学科研结合和仿真实际结合，实现培养学生实践与创新能力的目标。中心在开放实验教学过程中，应用了师生互动的启发式讨论式教学、目标驱动开放实验教学、案例教学开放实验教学、渐进式教学等综合教学方法，满足了不同兴趣、不同年级、不同专业方向和不同学历层次学生的开放实验教学。
4.开放实验教学考核。针对不同的开放实验课程或实验项目，中心采用了实验操作、汇报答辩、实验报告（论文）等多种考核形式，注重过程考核和结果考核相结合，全方位评价学生的实验成绩。侧重于从学生的创新实验方法和结果、论文的发表、专利的申报、自主学习能力、团队协作精神等方面综合评价学生的能力。学生的个性和特长能得到发挥，对实验室开放的兴趣增加。
二、专业实验室开放运行管理
中心隶属于学校，实行校、院两级管理和主任负责制，中心下设实验分室、实践教学基地和大型设备共享中心。中心教师实行专兼结合、相对稳定、定期评价、分类考核、合理交流的管理机制，由石油与天然气工程学院管理，中心负责考核聘用，确保实践教学尤其是实验室开放工作的正常运行[5]。
1.开放运行模式。中心所有仪器设备面向全校本专科生、研究生和教师开放，大型仪器、高精仪器面向社会开放。同时，实验室实行每周7天和每天8+2小时运行，相关专业的本专科生、研究生和教师可以通过网上预约系统，然后在中心教师的协助下完成实验。周末和节假日，中心安排专人值班，保证开放和运行。中心利用实验室与实践教学综合管理系统中的实验室开放管理功能模块承担各实验室开放管理工作。开放分为“基于项目的开放”和“基于场地的开放”两类。“基于项目的开放”流程是：中心开放项目申请教师或学生申请项目中心管理员审核学生实验过程管理。“基于场地的开放”流程是：中心开放实验室及项目学生申请中心管理员审核学生实验过程管理。学生在进入开放实验室前应预习与实验内容有关的文献资料，设计好实验实施方案，做好实验的各项准备工作。指导教师注重加强对学生实验素质、实验技能、创新思维方法和严谨的科学态度等方面的培养，并做好开放情况的记录和实验室安全工作。指导教师或实验教师根据开放实验和科技创新活动，在实验室开放管理模块中提交对应开放项目相关的成果。各个实验室负责人于每学期期末提交本实验室的开放总结。
2.开放管理制度。学校在保障实验室开放运行管理方面制定了一系列制度，如《重庆科技学院实验室开放管理办法》、《重庆科技学院学生参加开放实验须知》、《重庆科技学院仪器设备管理办法》等制度，保证了实验室开放的规范性。中心在学校教学管理制度的基础上，制定了一系列有利于实验室高效开放、规范运行的管理办法与细则，如《实验教学开放管理实施细则》、《大型设备共享管理办法》、《青年教师参加实验室建设工作管理办法（试行）》、《对外合作交流实施办法》、《低值易耗品采购与领用管理办法》等制度，促进实验室开放工作。在开放过程中，实行进入开放实验室登记制度，要求进入实验室人员严格遵守实验室的各项规章制度，服从实验室管理人员的管理。并且加强了大型仪器设备的管理，学生使用前应先接受培训，取得上机资格后方能操作。对于损坏仪器设备的，按学校有关规章制度处理。同时，为鼓励师生参与实验室的开放工作，中心专门设置了实验室开放基金，为实验室开放提供必要的实验材料费用和学生的奖励费用，从物质方面激励学生参与实验室开放过程。
3.开放过程质量监控和考核。根据教学改革要求和石油行业发展需求，每学期由中心分批次组织相应学科的实验教师和企业工程师共同审查开放实验教学内容，保证开放实验教学内容的质量。学生实验预习、过程和结果均需老师签字认可，对预习过程不认真和实验结果与预期结果相差大的学生，要求重做或补做。每学期期中召开学生座谈会，期末召开教师座谈会，听取教师和学生对开放实验教学的意见或建议，及时改进开放实验教学内容和教学方法。中心实行专职人员考勤制度，实行8小时坐班制，同时加强了考核。对于专职人员，在期末由考评小组根据考核办法对其承担的实验教学任务、实验设备维护以及实验室日常管理工作，尤其是实验室开放工作进行考核；对于兼职人员，要求每人负责1～2个专业实验室，进行相应的实验项目开发、开放实验指导等工作，在期末主要考核其参与实验室建设和指导实验开放项目的情况，与绩效工资挂钩。
4.开放过程中的安全管理。坚持以人为本、安全、环保的理念，制定了中心环境与安全管理规章制度，建立了严格的安全防范措施。实行实验室开放安全目标责任制，确定安全总责任人，层次落实责任。实验室规则和安全规程上墙，装有自动灭火系统，配备了消防器材，走廊安装有自动报警装置，实现了防火、防爆、防盗、防破坏“四防”功能。
同时，每学期对中心人员和学生进行消防安全教育并进行相应的考核，使所有人员熟知消防器材的摆放位置和使用方法。中心实验室备有废物废液收集桶，废物、废液分类收集并集中处理，降低开放实验过程中实验废物对环境的污染和人身危害。
三、初步效果
1.学生的积极性和主动性得到促进。由于开放实验过程中学生处于主体地位，其自主性得到体现。同时，将开放实验教学纳入学分认定，使学生参与开放实验的积极性得到了提高，从而产生了一批创新成果，如近三年，中心学生参与各级大学生创新性实验项目55项，申请专利25项，获得授权6项。
2.学生工程实践能力得到提升。学生通过中心的开放实验教学环节训练，工程实践能力得到了较大提高。如，近三年中心学生参加全国石油工程设计大赛，获得全国一等奖1项，二等奖2项，三等奖18项，学生的工程设计能力得到一定程度的认可。同时，通过学校委托第三方公司对部分用人单位进行的毕业生质量调查结果显示，石油企业对我校石油类毕业生的总体满意度高，毕业生的工程实践能力得到用人单位的广泛认可和好评。
3.实验室设备得到较好利用。通过将台套数多的实验设备进行相对集中放置和开放，将精密、大型、贵重设备进行整合集中管理成立大型设备共享中心，对校内外开放共享，提高了仪器设备的使用效率。中心的实验设备整体利用率达91%以上，较开放前有很大提高。
四、结语
1.专业实验室的开放对提高学生的工程实践能力和科技创新意识至关重要，对实验室开放管理模式进行深入探索非常必要。
2.专业实验室开放对实验教师的教学水平与工作能力提出了更高的要求，需要教师更多的付出，同时需要加强教师和学生之间的互动。
3.专业实验室的全面开放具有一定的难度，需要学生和教师的相互配合，目前还存在诸如实验室开放不彻底，实验人员晋升激励机制欠缺，开放维护费用较高等方面的问题，有待深入研究。
参考文献：
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二、石油工程实训基地建设在提高人才培养质量工作中的成效
1.转变了高职人才培养模式
学院充分利用中央财政专项资金和配套资金，使石油工程实训基地达到了实训设备种类齐全、技术水平先进的目标。由于学生在校期间就能掌握与生产一线一致的专业技能，很好地满足了学生实训教学的要求。实训基地为学生提供了实践性、职业性、开放性的实践教学环境，教育教学培养模式也随着教学条件的改善发生了质的转变。把部分课堂讲授的理论知识搬到基地讲授。结合实物，结合生产过程，教师边讲边示范，学生边学边练，讲练一体，工学结合，收到了较好的教学效果。同时把过去验证性、演示性的实验，改为实训课程。把实训课程内容和学生职业资格培训有机融合，让学生掌握实用的专业知识，学生综合职业能力不断提高。从2011年开始，在油气开采技术专业实施了“工学交替、分段递升”人才培养模式改革。2012年，《高职院校“工学交替、分段递升”人才培养模式改革研究》课题在天津市高职教育研究会立项，结合石油类专业在华北油田山西煤层气的学习性实习情况，按照该课题运作模式进行实践。代表该模式实施成果之一的课题研究，已于2014年12月结题并通过验收。
2.加强了“双师”型师资队伍建设
石油工程实训基地建设工作开展以来，先后选派26人次教师下厂锻炼或参加专业培训，共24人次取得国家承认的技能等级证书和职业资格考评员证书。石油工程教研室还从企业聘请了15名具有丰富生产经验的高级技术工人和工程技术人员担任兼职教师。专业教师团队中，所有教师都具备了“双师”教师资格。2014年，石油工程教研室新引进了2名油气田开发专业的硕士研究生来学院工作，增强了专业师资力量。
3.深化了实践教学改革
利用石油工程实训基地平台，对“采油工程”、“钻井工程”等多门课程实施教学改革。通过引入任务驱动、项目导向、案例分析等教学方法，学生的职业能力和实践技能大幅提升，教学改革效果良好。教师充分利用实训基地的仪器设备，开展教学科研和技术攻关，先后完成在上级有关部门立项的多项科研课题。如，《“采油工程”工学结合课程改革研究》、《基于采集输技术系统的采气工程课程开发研究》等多项课题，并通过验收。其中，部分项目还在华北油田公司和学院获奖。近几年，专业教师参与和主编了《油水井生产与管理》、《钻井液的配制及处理》等教材34部，发表了《钻井过程中的数学模型和计算机模拟》、《发挥行业特色与专业优势，建设石油高职学习型教研室》等65篇学术论文，建成1门天津市精品课，建成3门院级精品课。其中，“采油工程”成为2013年天津市精品资源共享课。
4.推动了职业技能竞赛及职业技能鉴定工作
天津市提出，“普通教育有高考，职业教育有大赛”，职业技能竞赛在天津市职业教育工作中占有非常重要的地位。借助实训基地，学院连续举办了三届“海蓝科技石油杯”职业技能大赛，共计参赛856人次。依托实训基地，通过修改完善石油工程技术专业人才培养方案，较好地满足了中国石油、中国石化、中国海油和地方石油企业发展的需要。将“双证书”培养纳入人才培养方案并确定为必修学分，要求学生必须参加职业资格培训与鉴定，取得职业资格证书比例达到100%。近3年，共计2000余人次在石油工程实训基地通过训练考核，并获得职业资格证书。目前，石油工程实训基地成为钻井工、采油工、井下作业工、采气工等多个工种的职业资格培训及鉴定考点。
5.促进了校企合作
石油工程实训基地建成后，面向社会和企业进行技术服务和社会化培训。近三年，完成了渤海钻探工程公司364名钻井操作工岗前培训任务，完成了中国石油大学（北京）305名学生的实训任务，为华北油田参加中国石油集输工技能大赛的选手进行培训，取得了三金两银的历史最好成绩。与中国石油大学合作，完成了国家“863”计划项目“压力管理钻井技术研究”PWD工具井下试验等一批科研成果。通过开展社会培训和对兄弟学校开放共享，基地的辐射作用得到进一步发挥，提高了实训基地的社会影响。
三、石油工程实训基地建设项目执行过程中的经验
1.项目建设前进行认真细致的论证
石油工程实训基地项目建设前，学院聘请校内外专家进行了充分的论证。结合基地现有条件，未来几年石油行业人才需求调查及预测，以及基地建设的必要性等，项目组一致认为，石油工程类专业人才需求旺盛，发展前景广阔，该项目建设非常必要。项目建设依据天津市、华北油田公司及学院“十二五”发展规划，制定了完善的实训基地建设方案。石油工程实训基地的建设瞄准专业领域一流水平，以加快培养适应我国石油工业发展需要的高技能人才为目标，充分借鉴职教与培训的先进理念和方法，增强职业教育辐射、集聚和服务社会的功能，努力打造融在校学生教学实训，石油企业在职人员培训及职业技能资格鉴定，以及石油职业技能大赛于一体的，学历教育与职业资格证书相融通的，校企合作和产学研相结合的门类齐全、设备先进、共享型和开放性的实训基地。
2.项目建设中实施规范化的管理
为确保实训基地高效运行，学院专门成立了由教学主管院长任组长，实训部、教务处、教学系和教研室人员等为成员的实训基地建设和管理组织机构。同时，细化分工，明确责任。教务处负责总体教学组织安排与协调，实训部负责实训基地的管理及规章制度的制定，教学系具体负责组织教学、培训、实践技能鉴定、设备维护、师资队伍建设、教材建设和对外合作等工作。严格遵照学院《财务管理办法》、《专项资金管理办法》等相关规定，确保经费的有效使用。依据《合同管理和招投标管理办法》、《物资采购管理办法》、《设备管理程序》和《贵重设备管理办法》等管理办法，进行设备购置、管理、维护保养及维修工作。严格遵守国家有关部门颁布的相关法规及条例，以及学院《安全管理办法》、《特种设备安全管理办法》等，进行实训环境管理，制定设备操作管理规程，完善劳动保护措施，确保基地建设符合国家、行业的相关标准并按期完成。2013年5月，由设备管理、资产管理、合同管理、纪委和使用单位等各部门的负责人组成的项目验收组，对整个项目进行验收。未发现质量问题，基本符合标书和使用要求。在实训设备运行中，建立健全了实训基地仪器设备台账，编制了仪器设备安全操作规程和使用手册，开发了实训项目，编写了实训指导书等。通过制定和完善各项规章制度，加强仪器设备技术文件建设，实施目标管理，责任落实到人，保障了实训基地的高效运行。
3.实训基地的建设注重参照企业化模式
实训基地的建设坚持以就业为导向，以掌握职业岗位所需的专业技能为培养目标，邀请油田企业领导、行业专家、用人单位的负责人参与基地实训计划的制订或修订工作。通过职业分析，设计学生的知识、能力和素质结构，科学制订人才培养方案，努力使实训基地建设和改革符合石油行业发展的需要。成立了专业教学指导委员会。在指导委员会的指导下，从实训基地设备的整体布局，到设备间距方位；从设备质量的精度要求，到标语制度的完善，都与石油企业文化相融合。实现了专业与产业、职业岗位的对接，教学过程与生产过程的对接，以及学历证书与职业资格证书的对接。从而使学生经过实训基地的培训，完成了与企业的零距离对接，有效地保证了专业培养的人才适应企业的要求。
4.注重发挥石油工程实训基地的辐射作用
基地不但要满足本专业实践教学任务，而且还要为学院其他相关专业、兄弟院校和石油企业提供实习实训、员工培训、科学研究和技术服务等工作，明确各共享单位（主要包括学院、油田企业、其他石油高职学院）之间的责、权、利关系。石油工程实训基地已初步成为职业院校、科研院所和油田企业共享的资源中心，职业技能培训和职业资格认证中心。
四、对高职院校实训基地建设与管理的建议
1.创造亮点
目前，学院有数控技术实训基地、汽车检测与维修实训基地、石油工程技术实训基地、焊接技术及自动化实训基地获得了中央财政实训基地专项建设资金资助。天津石油职业技术学院目前正在进行天津市高等职业教育示范校的项目建设。作为一所示范性院校，必须要有吸引人眼球的内容。实训基地就是示范性院校的闪光点，是可示范的内容。这是符合高职办学规律和时代潮流的，是可以学习和借鉴并具有推广价值的。
2.打造特色
石油工程实训基地不但要培养高素质石油人才，推动石油科技发展，而且还肩负着传播和引领石油文化，弘扬石油精神的光荣使命。把以“大庆精神”、“铁人精神”为主要内涵的石油精神作为校园文化建设和大学生思想政治教育的重要内容，构建独具特色的校园文化，让石油精神在学校发扬光大，并成为激励广大师生奋勇前进的强大动力。
3.创造经验
石油工程实训基地作为示范校建设的一个亮点，在形成特色的过程中，瞄准示范校建设的目标，抓住发展机遇，把握时代脉搏，尊重客观规律，坚持规模、质量、结构、效益协调发展，加大实训基地人力、财力投入，不断推进改革，在实践教学创新、学生实训管理、培训服务、产学合作，以及人事和用工制度改革、收入和分配制度改革、后勤服务体系等若干方面形成了改革驱动成果和可学习推广的经验。
4.铸造品牌
实训基地的建设不可能一蹴而就。石油工程实训基地的建设始于2004年，经历了10年的建设与发展，具有一定的历史积淀，在较长的发展进程中，通过总结经验，探索规律，形成特色，已成为一个品牌。先后被中国石油和化学工业协会命名为“石油和化工行业职业教育与培训全国示范性实训基地”，被教育部和天津市人民政府命名为“滨海新区紧缺人才培养基地”，天津市人力资源和社会保障局授予学院“天津市高技能人才培养基地”。实训基地的建设无论是大到企业实训基地、校级实训基地，或者小到系级实训基地、专业课程实训项目，均努力成为专业实践教学体系的品牌。
通过详细介绍仿生学在石油工程领域的发展现状，提出了石油工程仿生学的概念，指出了建立石油工程仿生学的必要性，概括了石油工程仿生学的特点和研究方法，并梳理了其发展趋势。目前，仿生学在钻井、管道、井筒等领域取得了实质性进展。未来石油工程仿生学研究应遵循科学的研究方法，按生物原型阶段、数学模型阶段和工程实现阶段循序渐进地加深研究成果，尽可能避免模仿的复杂性；同时加强在模仿中的创造与创新。石油工程仿生学发展应以生产中的技术需求为根本出发点，以改善现有的或创造崭新的技术系统为目的，有层次、分阶段地开展应用研究，在功能材料、表面性能、信息获取与处理、工程实现等方面为关键技术问题的突破提供创新性解决方案和技术手段，经知识积累、成果转化和工业化应用3个阶段，逐渐形成涵盖勘探、开发、工程的仿生技术体系。
关键词：
仿生学；石油工程仿生学；仿生技术体系；材料仿生；表面仿生；信息仿生；工程仿生
为了适应环境、延续生命，自然界中的生物经过亿万年的进化和优胜劣汰，造就了近乎完美的结构、形态和功能。五彩缤纷的自然界一直是人类产生各种技术思想和发明创造灵感的不竭源泉，从千百年前模仿蜘蛛织网发明渔网，到近代模仿鸟类飞翔发明飞机，再到21世纪模仿鲨鱼皮结构发明鲨鱼皮泳衣，人类一直在向大自然学习，利用仿生原理和思想推动技术进步，对仿生学的使用也从无意识向有意识转变。仿生学是研究生物系统的结构、性状、原理、行为以及相互作用，从而为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学［1］。自仿生学诞生到20世纪末，科研工作者经过几十年的探索，逐步加深了对仿生学的认识和理解，初步掌握了仿生学研究方法，完成了基础知识的积累。进入21世纪，仿生学的思维和方法迅速渗透到各个学科和行业，研究成果大量涌现，根据发表科学论文数量推断，这一阶段的成果占了总数量的近90％。在这一时期，仿生学在石油工程中也出现了应用案例，不仅利用仿生学理论解决了钻井、管道防护等技术难题，并且对石油工业的技术创新理念和思维也产生了日益重要的影响。本文介绍了仿生学在石油工程领域的一些重要研究成果，在对仿生学在石油工程领域发展历程深入分析的基础上，提出了建立石油工程仿生学的必要性，并概括了石油工程仿生学的研究特点和方法，梳理了其发展方向。
1仿生学在石油工程领域的应用现状
仿生学的本质是模拟生命系统，其学科结合和行业结合的特点促进了优秀的仿生研究成果从科学研究走向生产实践，最终投入实际应用。仿生学和石油工程的交叉在钻井、管道、井筒、油藏等领域也产生了一些研究成果。
1．1钻井领域
1．1．1仿生钻井液井壁稳定问题一直是困扰国内外钻井的难题，水平井比直井的井壁失稳问题更加突出［2］。中国石油大学（北京）根据海洋生物贻贝足丝蛋白的超强黏附能力，研制了仿生强固壁钻井液体系［3］。该技术在聚合物主链上接枝类似贻贝足丝蛋白中的一种关键基团，合成类似贻贝蛋白质的水溶性聚合物。仿生钻井液体系在岩石表面自发固化形成致密且具有黏附性的“仿生壳”，起到维持井壁稳定的作用。试验井现场钻井试验表明，该仿生钻井液体系在抑制钻屑分散、稳定井壁、携屑等方面效果显著［4］。此外，模仿细菌结构开发了含仿生绒囊的钻井液［5］，在钻井过程中无需固相即可暂堵漏失储层。目前，仿生绒囊钻井液已在煤层气欠平衡钻井、空气钻井、防漏堵漏、快速钻进等方面发挥了作用。
1．1．2仿生PDC钻头机械钻速与使用寿命是衡量钻头性能的两个重要指标［6］，聚晶金刚石复合片（PDC）钻头因其出色的切削岩石速度和较长的使用寿命已成为最常用的破岩工具之一。然而，常规PDC钻头依然存在金刚石与硬质合金结合力不足、防黏效果不明显、磨损较快等缺点，为此，吉林大学开展了仿生钻头研究工作，研发的仿生钻头已从最初的单一功能仿生，发展到目前的耦合仿生，钻头性能也由单一的减黏脱附发展到减阻、耐磨、切削效率等指标的综合提升［7－9］。仿生耦合PDC钻头借鉴了竹子中纤维素和木质素的分布方式，牙齿中有机／无机2种不同材料的梯度复合形式，树木的年轮排布，贝壳表面的非光滑形态，以及蝼蛄前足的快速挖掘特点等多种生物特性，并将其进行耦合设计，如图1所示。现场试验表明，仿生耦合PDC钻头比常规PDC钻头钻进速度提高1．5倍，缩短了施工周期，降低了钻井成本。
1．2管道防护
1．2．1仿生水草海底防冲刷技术海底管道是海上石油输送上岸的主要方式［10］，然而，海底复杂流场所引起的海底冲刷造成了管道悬空，给海洋采油安全和海洋环保带来重大风险。由于常规水下抛石、砂包堆垒、混凝土沉排垫等方法效果不理想，中国石油大学（华东）和中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司提出了一种模拟海草黏滞阻尼作用的仿生水草海底防冲刷技术［11，12］，原理如图2所示。当海底水流经过仿生水草时，其流速降低，减小了对海床的冲刷；同时，仿生水草促进海流携沙的沉降淤积，逐渐形成被仿生水草加强的海底沙洲，达到了埋管目的。现场试验表明，防冲刷仿生水草施工1年后泥沙淤积厚度达20～50cm，防护效果良好。该技术在海管悬空治理中得到了大范围推广应用。
1．2．2仿生血小板管道修复技术英国Brinker公司模仿血小板在伤口处凝结的原理，开发了一种管道修复技术［13］。在管道流体中加入Platelets微粒，当其流至裂缝处时，流体压力迫使其进入裂缝，达到阻止泄漏的目的，如图3所示。该技术已应用在BP公司Foinaven油田的注水管道和阿帕奇公司在Forties油田超期服役的原油集输管道上，为管道安全运行发挥了重要作用。
1．3井筒领域
1．3．1仿生泡沫金属防砂技术中国疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，开采过程中必须采取防砂措施。根据骨松质的三维立体结构，提出了一种仿生泡沫金属防砂技术［14］。泡沫金属内部为三维孔隙结构［图4（a）］，砂体进入孔隙后沉积在其中，但流通孔道不会被堵死，实现了常规平面防砂到三维立体防砂的转变［图4（b）］。基于仿生泡沫金属的复合防砂管［图4（c）］，由不同孔隙度的多个泡沫金属防砂层、导流层、保护层等组成，该结构不仅扩大了防砂的粒径范围，还保障了防砂管的渗流能力和结构强度。目前，已发展出防砂粒径0．15mm、0．25mm、0．35mm的系列化仿生泡沫金属防砂工具，在油田应用5口井，对于出砂严重的井，防砂效果显著，大幅延长了检泵周期。
1．3．2仿生非光滑表面膨胀锥技术膨胀管作业过程中，膨胀锥与膨胀管内壁间存在巨大的摩擦阻力。为了降低摩擦阻力，提高膨胀锥的耐磨损性能，以穿山甲为仿生对象，模拟其体表的高强度保护鳞片结构，研发了仿生非光滑表面膨胀锥［15］（图5）。仿生膨胀锥变径段采用激光刻蚀、超音速火焰喷涂、离子束沉积等方式进行表面织构蚀刻以及表面硬质涂层涂覆。仿生膨胀锥在中国石油大庆油田进行了4井次的现场试验，结果表明，与传统胀锥相比，仿生膨胀锥降低膨胀压力15％以上，表面无明显磨损痕迹，延长了使用寿命，降低了作业风险。
1．3．3仿生振动波通讯技术自然界中，沙蝎、大象等动物能感受由固体介质即大地所传导的振动波，据此进行信息传递。受此启发，研发了一种仿生振动通讯技术［16］，该技术在井口安装大功率振动信号发生器作为波源，油管或套管为传输介质，将振动信号传输到井下，井下工具接收到振动信号并进行解调处理，实现地面和井下无线传输，技术原理和振动信号发生器如图6所示。
1．4油藏领域纳米机器人是仿生信息感知和传递的典型代表。纳米级机器人随着注入流体进入油藏中，记录分析油藏压力、温度以及流体形态，并将这些信息储存在随身内存中，之后纳米级机器人从产出流体中被分选出来，进而提供了在油藏旅途中提取的重要信息。沙特石油公司已经对纳米机器人的尺寸进行了评估，对加瓦尔油田阿拉伯－D油藏中的850块岩心进行了分析，得到了孔隙－喉道尺寸分布图，大多数孔隙喉道尺寸大于5μm。为了避免桥堵，纳米机器人的尺寸应为孔隙喉道的约1／4。目前，纳米颗粒注入试验以及软件模拟等工作已在进行中［17－19］。此外，国内外近年来提出了仿生形状记忆聚合物材料（ShapeMemoryPolymer，简称SMP）［20，21］，利用SMP材料能够在转变温度控制下随意变形的特性，设计了结构简单、座封可控的仿生封隔器，座封过程不受井下流体性质影响，胶筒尺寸可定制，并且通过调节SMP的转变温度，可适应不同井下温度，以满足不同井深条件下的完井需求。除了硬件，还出现了“软性”仿生研究成果。例如，中国科学院王守觉院士提出了“仿生模式识别”的概念，将传统模式识别的“区分”事物转变为“认识”事物，使之更接近人类“认识”事物的特性［22］。石油工作者将这一理论应用到了油气管道工况识别中，在样本较少的情况下取得了较高的识别准确率［23］。
2石油工程仿生学发展展望
目前，仿生学虽然已经在石油工程领域取得了一定的研究成果，有些甚至已经在油田现场试验，但仿生学与石油工业的结合依然只是“星星之火”，没有达到燎原之势。为了系统、全面地推动仿生学与石油工程的融合，向自然界寻找推动石油工业进步的灵感和启发，2009年中国石油勘探开发研究院成立了中国第一个石油工程仿生研究部门，开展仿生学在石油工程中的应用研究。
2．1建立石油工程仿生学的必要性经过几年探索，笔者所在的石油工程仿生研究部门开展了仿生泡沫金属防砂、非光滑表面、仿生振动波传输等多项研究，取得了阶段性成果，部分已进入现场应用阶段。总体来说，通过专项研究迅速找到了石油工程和仿生学的结合点，并从最初的研究思路转化为研究成果，成功应用于石油工程现场，解决了油田技术需求。这充分说明了开展石油工程和仿生学的结合研究是合理的、可行的，从长远来看，建立“石油工程仿生学”是非常有必要的。“石油工程仿生学”是借鉴生物系统的结构、原理、功能等特征为石油工程技术难题提供解决方案的应用科学。建立“石油工程仿生学”意味着更加系统地开展仿生学在石油工程领域的应用研究，有利于更有针对性地发掘石油工程的仿生创新源头，有利于更有目的性地开展仿生基础研究，有利于加速仿生学科研成果的应用转化，有利于仿生学思维和方法在石油工程领域的普及与传播，以点带面，促进石油工程与仿生学的全面结合。
2．2石油工程仿生学的研究特点石油仿生学研究可以分为3个阶段：生物原型阶段，数学模型阶段和工程实现阶段。首先研究生物某种功能的实现机制和结构特点；然后研究并简化其结构，抽象出物理模型，进而建立数学模型；最后采用技术手段，制备实物模型，实现对生物系统的工程模拟［24，25］。仿生学作为前沿领域，研究成果大多属探索类，注重理论性和超前性，而石油工程作为应用行业，以现场需求为驱动力，更加注重科研成果的实用性和推广性。因此，在科研实践中，石油工程仿生学应以满足生产中的技术需求为根本出发点，以改善现有的或创造崭新的技术系统为目的，有层次、分阶段地进行单元仿生或多元耦合（协同）仿生［26］研究。同时，石油工程仿生学在模仿生物的特性或功能时，要尽可能避免模仿的复杂性，要在模仿中创造（创新），研究成果与仿生原型并不一定完全相同，以期最快地解决生产实践难题，然后循序渐进地加深研究成果的仿生特性，由研究成果实用化向仿生最优化分阶段推进。根据这一特点，确定了石油工程仿生学研究和应用的2种主要方式：①需求驱动型，在石油工业的科研和生产实践中提出技术问题或功能需求，有针对性寻找并借鉴生物的同类或相似功能，经过可行性研究后开展仿生学三阶段研究工作；②源头驱动型，加强与世界仿生学研究机构之间的交流与合作，密切关注仿生学或生命科学研究的最新成果，找准其与石油工业技术需求的结合点，开展应用研究。笔者研究团队的研究成果充分体现了石油工程仿生学研究特点的适用性，验证了研究方法的合理性与可行性。例如，泡沫金属研发之初采用泡沫镍作为基材，虽然在技术上具有明显优势，但高昂的价格阻碍了推广应用，为此，继续开展研发工作，开发出不锈钢泡沫技术，使其具有了推广应用的条件；仿生非光滑表面膨胀锥技术则是充分借鉴了其他研究机构的成果，优化改进之后应用于膨胀锥，不仅解决了油田生产难题，还促进了仿生研究成果的应用转化；仿生振动波通讯技术则是在原理上借鉴了动物的通讯方式，但在实现过程中通过大幅提高信号发射强度的方式避免了高灵敏度、小信号接收器开发的复杂性，从而在最短时间内实现生产井指令由地面到井下的无线传输。
2．3石油工程仿生学的发展方向
随着石油工程仿生学系统性研究的启动，研究内容体现出了明显的方向性，但研究的深度和广度依然不足。根据石油工业的技术现状、需求和特点，以及仿生学的整体发展水平，未来石油工程仿生学应注重材料仿生、表面仿生、信息仿生和工程仿生4个方面的系统性研究，以点带面，形成涵盖勘探、开发、工程的仿生技术体系。
2．3．1材料仿生材料仿生的目的是仿制天然材料或利用生物学原理设计和制造具有生物功能，甚至是具有真正生物活性的材料。石油工程领域的材料仿生主要分为2类：①在机械、电学、化学、物理等方面具有仿生特性的主体材料，此类材料或在宏观上体现出明显的仿生特征，或通过外场刺激可调控其分子的长度、结构、化学组成、表面形貌等，进而调控材料性能，如轻质高强材料、仿生记忆材料、压电材料、可降解材料等，该类仿生材料主要用来替代石油工业中常用的钢铁、橡胶、陶瓷等，作为其核心功能部件，或作为传感器敏感元件，大幅提升现有材料、工具以及传感器的性能指标；②具有强化、修复、、保护等作用的微观仿生材料，提高现有制剂性能、界面结合效果等，此类仿生材料多以添加剂的方式应用。
2．3．2表面仿生自然界许多生物体的表面结构是非光滑的，无论是陆地、海洋或是天空中的生物，其表面的不同形貌往往都是为适应不同的生活环境经过长期进化而来的，而表面仿生是在仿生对象表面实现类似生物的表面结构，从而表现出更好的表面性能。未来，石油领域的表面仿生多是对机械部件表面进行处理，重点应集中在仿生非光滑表面和仿生浸润性两个方面。加强对不同生物功能表面结构的研究和模仿，将仿生非光滑功能表面应用到大量处于恶劣环境中的设备、管线、平台中，提高运动组件的减阻、耐磨、脱附等性能，以及非动组件的防腐、防垢等特性，延长装备寿命，提高作业效率，降低安全风险；对材料表面进行仿生浸润性处理，使其具有自清洁、亲油、疏油、亲水、疏水等不同浸润性特征组合，从而衍生出新的功能特性。目前正在利用表面仿生技术对前文提到的仿生泡沫金属进行处理，利用低温等离子体表面处理技术，在泡沫金属表面涂覆一层厚度为30～40nm的聚全氟烷基硅氧烷薄膜，使其具有新的表面浸润性特征，根据需要实现疏水、亲水、疏油、亲油等不同特性组合，在工矿、石化、冶金、机械、环保等领域具有广泛的应用前景［27］。
2．3．3信息仿生信息仿生主要是对生物信息获取、大数据处理以及生物间信息沟通、协同等特性的模拟与实现。石油工程领域的信息仿生主要可分为2类：①借鉴生物在信息感知和传递方面的特性，研制新型传感或信息传递装置，提高信号采集的精度、广度及适用范围，此类信息仿生技术可用于油田生产数据的精确采集，以及信息的高效传递，从而提高油田生产状态的实时监测与控制水平；②在信息处理方面借鉴生物的大数据处理机理和方法，提高大数据处理能力和智能化水平，建立决策机制，并将其应用在地震解释、油藏认识、开发方案制定以及油田综合管理等方面，促进油田勘探开发高效运行。
2．3．4工程仿生目前，工程仿生是对生物某种功能的模仿，注重仿生功能的实现，不强调机理相似：①对生物功能的模仿和实现，此类仿生多是受某种生物功能启发，注重结构相似或生物功能的工程实现，体现生物功能的智能性，并能够满足生产实践需求。目前，石油工程领域的控制方式正在由传统的机械方式向自动化和智能化方向转变，在这一转变过程中引入工程仿生，不仅能够优化功能结构和控制方式，还能够促进功能拓展，提高作业效率和便捷化程度。②材料仿生、表面仿生、信息仿生等方面的工程实践方法。现有的诸多仿生学研究成果还局限在实验室环境，在其向工业应用转化的过程中，一方面要解决成果本身的适用性问题，另一方面需要具备切实可行的工程实践手段。
2．4发展展望石油工程与仿生学的结合依然处于初级阶段，大多数研究成果为“形似”仿生。随着生命科学研究水平的提高以及技术手段的完备，生命科学从生物结构、功能、特性等研究，逐渐深入到生命活动规律、发育规律、生命本质、生物之间和生物与环境之间的相互关系等研究。生命科学的发展加深了对生命本质的认识，不仅能够拓宽石油工程仿生研究的广度，更加深了研究深度；反之，石油工程仿生学的发展也使得人们在具体的科研实践中深化了对生物本身及其活动的理解，进一步促进生命科学研究，并将研究成果有形化［28］。此外，电子、材料、控制等学科的技术进步也将促使石油工程仿生研究成果越来越“神似”。石油工程仿生学未来发展大概可以分为3个阶段，即知识积累、成果转化和工业化应用（图7）。2020年前，为知识积累阶段，任何一个学科领域的发展，都需要长期的知识积累，其中既包括仿生学基础理论知识的积累与储备，也包括石油工程仿生学研究人才和研究方法的积累，这一阶段要不断加深对仿生学本质的认识与理解，探索并逐渐形成石油工业与仿生学的结合模式；2020年到2025年为成果转化阶段，对实验室研究成果进行简化和鲁棒研究，使之在性能或功能上能够满足现场应用的要求，形成基本完备的工程实现技术和手段；2025年后，部分研究成果在生产、成本、效率、能耗、作业工艺等方面能够满足大规模工业化应用的要求。2008年提出的仿生井概念是未来石油工程仿生发展的集中体现［17］，代表了未来石油工程仿生研究成果的高度融合。未来的油井会像植物一样“生长”，像植物寻找土壤中湿润的地方一样寻找油气，一旦钻好垂直井（种植井）后，井将会“按自己的方式生长”。一个智能的分支会延伸到一块含油区域，一旦该区域水淹后，就将这个分支“砍掉”，并在另一个含油区域“长出”另一个分支，如此反复。
