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- 第四章手工业技术及有关的工程
第十二节石油天然气
油气苗的发现
清代集数千年石油天然气开发利用之大成,各项工艺技术水平趋于成
熟,在中国石油天然气开发利用史上占重要地位。
油气苗的广泛发现是进行油气开发利用的前提条件。清代编纂的诸多地方志中,有许多关于油气苗的记载。王崇礼纂修的《延长县志》甚至列油井为延长八景之一,并冠以“油井波涵”的美称。
随着台湾的进一步开发,康熙三十二年(1693),人们在今嘉义关子岭地区发现油气苗,据《台湾府志》记载:“从山石隙缝中如泉涌出,点之即燃,火出水中,水火同源,蔚为奇观。”这是台湾油气苗较早的确切记载。嘉庆二十二年(1817)当地居民又在苗栗出磺坑后龙溪的石隙中,发现油苗。台湾地处东南九省之门户,与外界联系较多,便于引进国外先进的科学技术,因此不久以后在台湾诞生了中国近代意义上的石油工业。台湾油苗的发现,对我国石油工业的发展,有巨大的推动作用。
清代不但发现大量油气苗,而且对有关发现进行了仔细的考证,寻根问底,探其渊源,这在一定程度上可说是对古代油气苗认识的总结,并为此后兴起的石油工业提供了勘探线索。例如,清朝施鸿保看到福建中部近海海面的燃烧现象,经过仔细考察,认为这种火为阴火,与《素问》、《丹铅总录》等书所言“有阳焰如火烟腾腾而起者”同属一类①。
钻井技术的发展与天然气的利用
古代钻井技术在清代进一步发展,逐渐趋于成熟,出现井深逾千米的油气井。当然这一成就与盐业生产的发展是分不开的。明末清初四川战乱频繁,经济凋零,人才锐减,盐业生产也受到很大破坏。战乱平定后,清政府为恢复生产,巩固其统治,实行鼓励井盐生产的措施,使井盐业有很大发展。这一时期,云南大量缺盐,也亟待川盐输入。因此,为满足增加井盐生产的需要,不但新开许多盐井,而且为获得高产井,逐渐提高了凿井技术。乾嘉时期,四川犍为地区永通厂“岁增新凿,深至百数十丈”①,说明当时井深已近高产卤气的三迭系嘉陵江组地层。
这时的钻井技术,已有细致分工,其大致可划分为山匠、碓工和辊工。
山匠负责指挥管理,处理技术性问题;碓工主要在碓架上“往来跳跃”,足蹂碓板,使钻头上下运动,击碎岩石;辊工负责提升设备及辊子,碓架的修
①《闽杂记》。①范声山:《花笑庼杂笔》卷1。
竖。细密的专业分工,促进工匠技术提高,推动了钻井技术的进步。
四川三迭系嘉陵江组地层上部的绿豆岩,极易垮塌,不易凿穿,因此这一时期钻井技术进步,集中表现在补腔和打捞技术方面。古代盐井都是裸眼开采,难于处理下部地层,动辄井下岩层坍垮,出现渗漏现象,于是,“遇井内有渗漏,能补塞之,洵称绝技”②。嘉庆道光年间,工匠们便可“试探上下左右能悬升之”③,说明补腔技术已趋于完善。盐井深度的增加,钻凿时遗落现象在所难免,工匠们使用他们发明的偏肩、柳穿鱼、五股须等数十种打捞工具,便能将井内落物“无论巨细”都打捞上来。
1838年,我国工匠终于征服绿豆岩,在今自贡大安长堰塘附近,凿成一口深达1001.42米的深井——桑海进,凿穿三迭系雷口坡组,达嘉陵江组地层中部,这是中国也是19世纪中叶以前的世界深井钻井记录。桑海井是一口卤气共生井,初期日产天然气8500立方米,可烧盐锅八十余口。一百多年过去了,至今还可以日产天然气1500立方米。可见当时人们钻井技术水平之高。这是世界钻井技术发展史上的一个里程碑,也是世界石油井和盐井中最早突破千米的深井。其后不久,四川人民又在自流井构造开凿一口深达1200米的磨子井。它钻穿了嘉陵江组地层的主气层,由于井下压力过大(约100个大气压),在没有止喷设备的情况下,发生猛烈井喷,井口烧出的火舌达几十米,三十里外都能看到。磨子井当时日产天然气估计在40万立方米以上,为自贡古今第一大火井,被誉称为“火井王”。据考证,当时自流气田中日产万方天然气的约有十口之多①。这是我国古代天然气开发利用水平成熟的重要标志。
刘岳云的论述
清代刘岳云对石油数千年的应用也作了精辟的概括。他在《格物中法》中指出:“石油自汉时已著于书,其原地志所载,益知产处甚多,由是以烟制墨,以油焚营,清者燃灯,浓者膏物,久澄坚结,则为土沥青。”其中包含了石油的几个重要性质:可燃性、含炭性、润滑性、防腐性,并对石油的粘度进行区分,不同粘度的石油,用于不同方面,说明当时人们对石油的认识水平已达到日臻完备的地步。
②严如熤:《三省边防备览》。③范声山:《花笑庼杂笔》卷1。①胡砺善:《四川盆地自流井构造天然气开采的研究》。