火井煮鹽
——石油的故事連載之四

■ 王志明

火井煮鹽
——石油的故事連載之四

■ 王志明

古代的人們是充滿智慧的，鹽不一定來自海洋。現(xiàn)如今云南貴州等地還有一些山區(qū)利用地下的鹵水，靠接受太陽蒸發(fā)以獲取食用鹽。古代制鹽業(yè)中最輝煌的成就之一就是川蜀之地的火井煮鹽。川蜀是我國鹽井鉆探的發(fā)源地，這種方法也為天然氣和石油的鉆采提供了借鑒。

火井煮鹽

巴蜀地區(qū)，很早就有開井取鹽的傳統(tǒng)，且留下了很多優(yōu)美的傳說。例如，先秦時期史官修撰《世本》記載：在距今約七千年左右的原始社會中，在今天四川云縣南集渠一帶，有一個叫西王母的女酋長，因率領(lǐng)人民開鑿井取鹽，被尊稱為鹽水女神；西漢云陽縣尉扶嘉的女兒九龍女因擔(dān)起給百姓指示地脈的職責(zé)，幫助百姓開鑿了很多鹽井，被尊為“鹽井神”。

關(guān)于四川的第一口火井，是在戰(zhàn)國末年期間，秦孝文王派遣李冰作為蜀郡太守，李冰率領(lǐng)當(dāng)?shù)鼐用裨谒拇◤V都，也就是現(xiàn)在的成都、華陽、雙流一帶，開鑿了鹽井。在鉆井的過程中，遇到了天然氣，并且引起了大火——第一口火井就這樣誕生了。

三國時，公元223年6月劉備病死在白帝城。臨死時，為了蜀漢的基業(yè)，他被迫同意聯(lián)吳抗魏。為了表示對確立蜀吳聯(lián)盟關(guān)系的祝賀，蜀國派鄭芝帶去了當(dāng)時四川的特產(chǎn)——蜀錦。而孫權(quán)因?qū)λ拇私馓伲詾槭駶h缺鹽，就派去了回訪官員張溫，隨身攜帶的禮物就是兩擔(dān)鹽。秦宓是蜀國著名的謀士，他十分生氣便讓人抬上來200擔(dān)井鹽，還讓縣令陪張溫參觀了臨宏火井，一個類似現(xiàn)代化的工廠。工廠里熱氣騰騰，一口口大鍋依次擺開，鍋內(nèi)的鹵水滾滾的開著。張溫十分好奇為何鍋下面沒有柴火，僅有幾根管子，便問那是什么？陪同的官員告訴他：那是地底下冒出的可以燃燒的氣，叫做地氣，這套工藝叫做火井煮鹽。后來，明末清初詩人吳殳寫有蜀漢一詩記敘這件事：“季世唐虞只此時，泗亭天壞哲人違。三交城下波聲急，五丈原韻日色微。西國無煙生火井，東鄰有女落蟂磯。不關(guān)鐘鄧能緣險，黃皓譙周盡識幾?！?/p>

西晉張華《博物志》中也有相關(guān)記載：“臨邛火井一所，縱廣五尺，深二三丈，井在縣南百里。昔時人以竹木投以取火，諸葛丞相往視之，后火轉(zhuǎn)盛熱，以盆蓋井上，煮鹽得鹽；人以家火即滅?！?/p>

卓筒井

進入宋代以后，統(tǒng)治者沿用了唐以后的鹽井制度，加上大口井開鑿技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)時的經(jīng)濟發(fā)展水平逐步走向衰落。且大口井最大的開鑿深度也不過二百多米，在長期開采的情況下，淺層鹵水已經(jīng)逐漸枯竭，而埋藏在深處的鹵水又因為技術(shù)的原因沒有辦法開采使用。在《耶州直隸州志》卷四十四中，傅調(diào)作詩說:“示相征蠻路天綱，遺愛詞竹低人面。拂石滑馬人行遲，業(yè)空青史仁聲尚?？诒臎龌鹁h。”記載了當(dāng)時火井縣由于淺層資源部分燃盡而導(dǎo)致該縣地表荒涼的情況。

在這種環(huán)境下，“卓筒井”產(chǎn)生了，人們又叫它“私井”?！白客簿钡你@鑿口徑只有碗口那么大，除了鉆井的動力是用人力或畜力之外，其他的都與現(xiàn)代的鉆井程序類似，主要包括：開井口、下石圈、銼大口、制木竹、下木竹、扇泥和銼小井口。

開井口

下石圈

銼大口

制木竹

下木竹

扇泥（出自《中國石油通史》卷一P61）

清吳鼎立《自流井風(fēng)物名實說》:“水火油得其一者，謂之見功。”在這一個階段，由于井越來越深，地下淡水不斷地滲入到井筒里面，為了避免滲水，人們就發(fā)明了一種叫“木竹”的東西。木竹是用木材或者珠子做成的，下到井里來隔絕某一個深度上的水層，它的作用相當(dāng)于現(xiàn)在的套管。

清《四川鹽法志》引《鹽井圖記》記載：因為井的口只有碗口那么大，所以剛開始鉆鑿時，從井口灌進水去，鉆到二、三丈地下水層的時候，地下水就會從四周的巖石里流出來，就不用繼續(xù)灌水了，每次鉆進一兩尺左右時，就需要提起鉆頭，用竹筒子把泥沙提上來。用來撈沙的竹筒子大約有一丈多長，把中間的竹節(jié)全都通透，用繩子系住竹筒的一端，筒子底部用一塊皮錢遮住。等到竹筒到達泥水所在的地方，筒子底部就會張開，注滿泥水。由于受到水的壓力，筒子底部會封閉起來，這樣，井里的泥水就被排出井外了。古人從中還學(xué)會了從鉆井內(nèi)撈取出的巖石碎屑里分析各種巖層的情況，留下了原始的井下地層記錄。從清朝開始，井上建立了巖口薄，相當(dāng)于現(xiàn)在的錄井。

“卓筒井”的鉆井設(shè)備與工藝也逐漸的完善了。踩架相當(dāng)于現(xiàn)在的井臺，天車滑輪相當(dāng)于現(xiàn)在的井架，只是當(dāng)時沒有電動機，絞盤只能用畜力來作為動力。這在世界石油開發(fā)史上是一大進步。到11世紀末，我國已在陜北的延安等地鉆了第一批采油井，比1859年美國正式大規(guī)模開采石油要早了七八百年。

四川鉆鑿天然氣井歷史源遠流長，秦漢時期就掘鑿成功世界上最早的天然氣井，明清時期鉆鑿天然氣和鹽井的卓筒井技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。隨著頓鉆鉆井技術(shù)的發(fā)展，到了清代嘉慶、道光年間的時候，四川地區(qū)的鉆井深度已經(jīng)超過了一千米了。1835年鉆成世界上第一口井深超過千米的天然氣鹽井。這表明了中國自流井氣田鉆采技術(shù)和天然氣利用遠遠地走在了世界的前列，四川確實是天然氣利用的先驅(qū)。在蘇軾的《東坡志林》中有關(guān)于竹筒井的記載，這是世界上最早的深井鉆鑿的技術(shù)文獻。在后來宋應(yīng)星的《天工開物》、李約瑟的《中國科學(xué)技術(shù)史》中也有相關(guān)的描述。

天龍井

四川的天然氣大部分是存儲在地下裂縫里的。碳酸鹽巖裂縫問題至今仍然在石油的勘探中是一個難題。但是，古代的人們通過大量的親身實踐之后，得到了許多讓我們至今都很受用的知識。

又一口火井開鉆了，這是郭家坳天龍井。鉆井隊不分晝夜的忙碌著，在那個沒有工業(yè)的年代，他們的勞動強度可想而知。一個經(jīng)驗豐富的老鉆井工不時的觀察著鉆井的尺度和撈上來的泥沙類型。10丈、20丈、……、250丈、260丈、270丈，274丈，突然，他感到大地在顫動，又漸漸平息下去。這就像暴風(fēng)雨到來的前奏，更大的爆發(fā)還在后頭。突然，一聲巨響，火焰沖天而出，把無盡的黑夜變成了白天。

工匠們趕緊用竹管把天然氣引到井的旁邊，再垂直向上連接幾根直徑相同的竹管，富有經(jīng)驗的老鹽井工用眼睛目測了一下筒子上火焰的高度，又查了一遍竹筒的個數(shù)后欣喜萬分，這是一口高產(chǎn)井。

然而，奇怪的事情出現(xiàn)了，在天龍井的天然氣沖出地面的那一刻，貢井區(qū)蜂子巖龍源井所燒的二百多口火井卻立即熄滅了。大家非常驚奇，因為天龍井離這些井的地面路程至少也有七八里地。且當(dāng)時距離天龍井旁坎下相隔不到30丈的天寶井，全井所有的鍋口絲毫沒有影響。

原來，是天龍井在井深274丈的地方鉆到了火縫。通過這些井的實踐證明：只要是能夠鉆到地層的裂縫，一般都會出現(xiàn)有價值的東西。人們把出油的裂縫叫做油縫，出天然氣的叫做火縫，出鹵水的叫做水縫，少量的裂縫什么都不出，叫做干縫，所以就有了“有水有火必有縫”的說法。另外，一般裂縫還有橫縫和立縫之說，清朝初期的井口薄上就有大量的關(guān)于立縫和豎縫的記錄。古人認為：“立縫見火，橫縫見水。”這種對不同的流體在分布上的認識，和我們目前的認識是十分接近的：天然氣大多都在垂直發(fā)育的裂縫里居多，而水平發(fā)育的裂縫一般大多含的是水。

龍源井的熄滅讓人著實摸不著頭腦，其實這是一種井間相互干擾的現(xiàn)象，基本原理是：井每隔一段時間是需要進行修井的，甲井停止煮鹽修井的時候，乙井的火就會變大；甲井修完井重新開始煮鹽的時候，乙井又會恢復(fù)到以前的火力大小。這說明兩口井在井下是相連的，井下的壓力有限，兩口井同時燃燒時，壓力會按照比例分給兩口井，自然要比只是燃燒一口井時的火要小。這種現(xiàn)象叫作通腔，也有一個形象的比喻：“拖鋪蓋”。

當(dāng)然，如果兩口井的裂縫在地下沒有聯(lián)系，那么也就不會對彼此產(chǎn)生影響，天寶井就是這個樣子。雖然和天龍井挨得特別近，但是天龍井完井后，絲毫沒有對天寶井產(chǎn)生影響。有的氣縫，幾乎不與其他裂縫相通，當(dāng)鉆井遇到這種裂縫時，剛開始的時候火比較大，不久縫里的氣燒完就熄滅了，所以叫作“氣包”。這種“遠通近不通”的現(xiàn)象，反映出縫縫相通是通腔造成的。

火往空處走

歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過一個有意思的事情：含有硫化氫的天然氣稱為“煙子火”，很容易識別，自貢洪發(fā)井燒的就是這種。后來由于洪發(fā)井年久失修廢棄了，順昌井開始燒這個火；順昌井廢棄后，同心井又開始燒；同心井廢棄了，同源井又開始燒；同源井廢棄了，這股天然氣又來到了東成井。期間跨越了很長時間，說明了這幾口井是連通的。

在洪蒸、永福、天興、積福等這幾口井中，煙子火來的時候是間斷的，有的是幾天來一次，有的是幾個月，有的是一年，甚至是三五年；不過只要來了，火力就會增加，要么增加幾口，要么是十幾口或者二三十口都有可能；有的井自天然氣來了以后，只存在幾個小時，最多存在兩三個月就又走了。這種時來時走，跑來跑去的現(xiàn)象，我們叫它“煙子火來潮”。

有個人從拉風(fēng)箱里得到了啟示：“火是往空處走的”。這句話的意思是天然氣是往低壓的地方跑的。壓力的差別使氣體產(chǎn)生運動，低壓的地方就是天然氣流動的方向。

因此，人們根據(jù)壓力差值是氣體產(chǎn)生流向的原理，在井口的木樁上安上了大風(fēng)箱密封好，再輪流安排人24小時不間斷的拉風(fēng)箱。這樣在井內(nèi)就會形成人工的低壓區(qū)，讓天然氣流向這口井，這種人為的方法還是很奏效。同興井原來可以燒54口，后來井里的氣跑到了別的地方，幾乎快要廢棄了，安裝上風(fēng)箱以后，又可以燒24口火。

亮筒子

大家可能對那位老鹽井工人估算天然氣產(chǎn)量的方式感到驚奇。其實，當(dāng)時的人們使用了一種叫做亮筒子的方式測試天然氣的產(chǎn)量：當(dāng)一口井完鉆之后，工人們會把天然氣用竹管子引到一旁，在垂直向上連接幾根直徑相同的竹管子，這些垂直的竹管子叫做筒子。有著多年實踐經(jīng)驗的老鹽井工人可以根據(jù)筒子上火焰的高度估算出天然氣的噴出量，然后乘以筒子的個數(shù)，就可以算出這口井一天的產(chǎn)量。有時候，為了得到一個較為準確的數(shù)字，要讓筒子里氣流連續(xù)燃燒幾個月，一直到火焰的高度平穩(wěn)為止。因為一口氣井要供給上百口鹽鍋的火力，如果計算的產(chǎn)量過小，煮鹽的燃料就得不到保障，修建的灶臺的數(shù)量也沒有辦法保證，這些都會造成資金的巨大浪費。所以工人們對于用亮筒子進行試氣的工作還是很嚴肅的。

亮筒子的基本原理與我們今天所采用的現(xiàn)代化的儀表如出一轍，只是亮筒子需要用肉眼觀察火焰的高度，而現(xiàn)代化的儀表是觀察U型管內(nèi)水銀柱的高度，水銀柱由量氣管沖出的氣流來控制，根據(jù)天然氣的相對比重把水銀柱的高度換算成天然氣柱的高度，這樣就可以求出管口流速，再乘以管子的截面積，這樣，就得到了某一個時間內(nèi)的流量。

故事中還有一個概念：“口”。古代的天然氣開發(fā)與井鹽的盛產(chǎn)是息息相關(guān)的。每一口鍋一晝夜所燒的天然氣稱做一口。一般一整天一口鍋要煎20擔(dān)水成鹽，一擔(dān)水有28碗，一碗水有20勺?；鹆娙跏前凑辗謥碛嬎愕?，最高火力為十四分，這種火的鍋邊上能滴出鐵水，叫做“千金鍋”。一口十分火力的鍋一天大約能出鹽300斤，按照現(xiàn)在的計算方式，大約需要燃燒150立方米的天然氣。所以故事中講到“三四百口火”的力量，說明天龍井的天然氣產(chǎn)量達到了4.5～6萬立方米。

雨盤

宋代楊佐到陵州任推官后，產(chǎn)鹽的陵井破敗不堪，急需修護。但其中毒氣陣陣，下人修井又必死無疑?！端问贰钭魝鳌酚涊d：“楊佐，字公儀，本唐靖恭諸楊后，至佐，家于宣。及進士第，為陵州推官。州有鹽井深五十丈，皆石也，底用柏木為干，上出井口，垂綆而下，方能及水。歲久干摧敗，欲易之，而陰氣騰上，入者輒死；惟天有雨，則氣隨以下，稍能施工，晴則亟止。佐教工人以木盤貯水，穴竅灑之，如雨滴然，謂之“雨盤”。如是累月，井干一新，利復(fù)其舊。”

文中所提到的在開采天然氣時熏死人的情況很多，所說的毒氣一般就是我們現(xiàn)在常說的硫化氫。這種具有臭雞蛋氣味的氣體常常伴隨著天然氣一同產(chǎn)出，并且具有劇毒，只要吸入一點點就足以讓人丟掉性命。下雨天的時候陵井內(nèi)的毒氣會減弱，從現(xiàn)代的科學(xué)知識來說，是天然氣中的硫化氫氣體，比較容易溶解在水中。雨天時雨滴會將大部分硫化氫溶解，從而將其濃度降低到使人致命的程度以下。等到天氣放晴，氣溫升高，溶于水中的硫化氫又會重新釋放出來，加上天然氣噴出時重新攜帶出來的新的硫化氫氣體，它的濃度又會急劇提高。

雨盤的發(fā)明是人類征服天然氣過程中的重要一步，也為作業(yè)工匠的安全作業(yè)提供了保障。據(jù)此證明雨盤發(fā)明于公元1 1世紀，是中國古代人民在開采低壓天然氣技術(shù)中的一個創(chuàng)造。

火井王

自貢鹽場鉆出了數(shù)千口天然氣井，其中以磨子井產(chǎn)氣量最大，壓力最高，素有“火井王”之稱。磨子井相傳在清代咸豐年間（公元1860年左右）為陜西籍楊姓商人開辦。楊家在今四川省自貢市自流井區(qū)五星街東方鍋爐公司招待所附近開鑿鹽井，但幾年下來，井主為打穿這口井，已經(jīng)耗盡家里所有積蓄，家里能賣的都賣完了，但鹽井仍然沒有開鑿成功。眼看就要前功盡棄，井主對工人們說，他家只剩下一副石磨可賣了，咱們把它抬去賣了，一起打頓“牙祭”，大家就散伙。工人們有感于井主開鑿鹽井的執(zhí)著，在酒足飯飽之后，都愿意再為井主架搗一個時辰的“排子炮”，不料，竟然幾腳就把井打穿，大火噴射而出，聲音驚天動地。磨子井是一口天然氣井，開鑿之初每天氣流量在100萬立方米以上。二十余年后的光緒二年（1876）李榕到這里考察時，親見該井還可燒鹽裹400余口。民國二十五年（1936）熊楚調(diào)查自貢鹽場時，稱該井為“古今第一大火井”、“火井王”。據(jù)傳，該井是清朝皇帝知道自貢地區(qū)三口井中的一口。150余年后的今天，該井仍然在出產(chǎn)天然氣。

部分高產(chǎn)井、穩(wěn)產(chǎn)井附近，人們開辦新井，希望得到新的高產(chǎn)氣井，這口叫“跟著攆”。磨子井成功后，一段時間開采區(qū)主要集中在構(gòu)造頂部。十九世紀后期，開發(fā)區(qū)己沿構(gòu)造軸線發(fā)展到郭家勘地區(qū)，20世紀30年代，開發(fā)區(qū)又延伸到土地坡及大墳堡地區(qū)，隨后便發(fā)展到貢井一帶。