■ 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(lái)自海洋?，F(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(yáng)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(guó)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(kāi)井取鹽的傳統(tǒng)，且留下了很多優(yōu)美的傳說(shuō)。例如，先秦時(shí)期史官修撰《世本》記載：在距今約七千年左右的原始社會(huì)中，在今天四川云縣南集渠一帶，有一個(gè)叫西王母的女酋長(zhǎng)，因率領(lǐng)人民開(kāi)鑿井取鹽，被尊稱為鹽水女神；西漢云陽(yáng)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(kāi)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(guó)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(yáng)、雙流一帶，開(kāi)鑿了鹽井。在鉆井的過(guò)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(guó)時(shí)，公元223年6月劉備病死在白帝城。臨死時(shí)，為了蜀漢的基業(yè)，他被迫同意聯(lián)吳抗魏。為了表示對(duì)確立蜀吳聯(lián)盟關(guān)系的祝賀，蜀國(guó)派鄭芝帶去了當(dāng)時(shí)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(guó)著名的謀士，他十分生氣便讓人抬上來(lái)200擔(dān)井鹽，還讓縣令陪張溫參觀了臨宏火井，一個(gè)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(kāi)，鍋內(nèi)的鹵水滾滾的開(kāi)著。張溫十分好奇為何鍋下面沒(méi)有柴火，僅有幾根管子，便問(wèn)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(lái)，明末清初詩(shī)人吳殳寫(xiě)有蜀漢一詩(shī)記敘這件事：“季世唐虞只此時(shí)，泗亭天壞哲人違。三交城下波聲急，五丈原韻日色微。西國(guó)無(wú)煙生火井，東鄰有女落蟂磯。不關(guān)鐘鄧能緣險(xiǎn)，黃皓譙周盡識(shí)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(shí)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(jìn)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(kāi)鑿技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平逐步走向衰落。且大口井最大的開(kāi)鑿深度也不過(guò)二百多米，在長(zhǎng)期開(kāi)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?yàn)榧夹g(shù)的原因沒(méi)有辦法開(kāi)采使用。在《耶州直隸州志》卷四十四中，傅調(diào)作詩(shī)說(shuō):“示相征蠻路天綱，遺愛(ài)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?！庇涊d了當(dāng)時(shí)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(dòng)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(kāi)井口、下石圈、銼大口、制木竹、下木竹、扇泥和銼小井口。

開(kāi)井口

下石圈

銼大口

制木竹

下木竹

扇泥（出自《中國(guó)石油通史》卷一P61）

清吳鼎立《自流井風(fēng)物名實(shí)說(shuō)》:“水火油得其一者，謂之見(jiàn)功?！痹谶@一個(gè)階段，由于井越來(lái)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(lái)隔絕某一個(gè)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?yàn)榫目谥挥型肟谀敲创?，所以剛開(kāi)始鉆鑿時(shí)，從井口灌進(jìn)水去，鉆到二、三丈地下水層的時(shí)候，地下水就會(huì)從四周的巖石里流出來(lái)，就不用繼續(xù)灌水了，每次鉆進(jìn)一兩尺左右時(shí)，就需要提起鉆頭，用竹筒子把泥沙提上來(lái)。用來(lái)?yè)粕车闹裢沧哟蠹s有一丈多長(zhǎng)，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(dá)泥水所在的地方，筒子底部就會(huì)張開(kāi)，注滿泥水。由于受到水的壓力，筒子底部會(huì)封閉起來(lái)，這樣，井里的泥水就被排出井外了。古人從中還學(xué)會(huì)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(kāi)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(tái)，天車滑輪相當(dāng)于現(xiàn)在的井架，只是當(dāng)時(shí)沒(méi)有電動(dòng)機(jī)，絞盤只能用畜力來(lái)作為動(dòng)力。這在世界石油開(kāi)發(fā)史上是一大進(jìn)步。到11世紀(jì)末，我國(guó)已在陜北的延安等地鉆了第一批采油井，比1859年美國(guó)正式大規(guī)模開(kāi)采石油要早了七八百年。

四川鉆鑿天然氣井歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，秦漢時(shí)期就掘鑿成功世界上最早的天然氣井，明清時(shí)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(shí)候，四川地區(qū)的鉆井深度已經(jīng)超過(guò)了一千米了。1835年鉆成世界上第一口井深超過(guò)千米的天然氣鹽井。這表明了中國(guó)自流井氣田鉆采技術(shù)和天然氣利用遠(yuǎn)遠(yuǎn)地走在了世界的前列，四川確實(shí)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(xiàn)。在后來(lái)宋應(yīng)星的《天工開(kāi)物》、李約瑟的《中國(guó)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(chǔ)在地下裂縫里的。碳酸鹽巖裂縫問(wèn)題至今仍然在石油的勘探中是一個(gè)難題。但是，古代的人們通過(guò)大量的親身實(shí)踐之后，得到了許多讓我們至今都很受用的知識(shí)。

又一口火井開(kāi)鉆了，這是郭家坳天龍井。鉆井隊(duì)不分晝夜的忙碌著，在那個(gè)沒(méi)有工業(yè)的年代，他們的勞動(dòng)強(qiáng)度可想而知。一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的老鉆井工不時(shí)的觀察著鉆井的尺度和撈上來(lái)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(dòng)，又漸漸平息下去。這就像暴風(fēng)雨到來(lái)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(wú)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(yàn)的老鹽井工用眼睛目測(cè)了一下筒子上火焰的高度，又查了一遍竹筒的個(gè)數(shù)后欣喜萬(wàn)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?jiān)淳鶡亩俣嗫诨鹁畢s立即熄滅了。大家非常驚奇，因?yàn)樘忑埦x這些井的地面路程至少也有七八里地。且當(dāng)時(shí)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(méi)有影響。

原來(lái)，是天龍井在井深274丈的地方鉆到了火縫。通過(guò)這些井的實(shí)踐證明：只要是能夠鉆到地層的裂縫，一般都會(huì)出現(xiàn)有價(jià)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(shuō)法。另外，一般裂縫還有橫縫和立縫之說(shuō)，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(rèn)為：“立縫見(jiàn)火，橫縫見(jiàn)水。”這種對(duì)不同的流體在分布上的認(rèn)識(shí)，和我們目前的認(rèn)識(shí)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?jiān)淳南缱屓酥鴮?shí)摸不著頭腦，其實(shí)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(shí)間是需要進(jìn)行修井的，甲井停止煮鹽修井的時(shí)候，乙井的火就會(huì)變大；甲井修完井重新開(kāi)始煮鹽的時(shí)候，乙井又會(huì)恢復(fù)到以前的火力大小。這說(shuō)明兩口井在井下是相連的，井下的壓力有限，兩口井同時(shí)燃燒時(shí)，壓力會(huì)按照比例分給兩口井，自然要比只是燃燒一口井時(shí)的火要小。這種現(xiàn)象叫作通腔，也有一個(gè)形象的比喻：“拖鋪蓋”。

當(dāng)然，如果兩口井的裂縫在地下沒(méi)有聯(lián)系，那么也就不會(huì)對(duì)彼此產(chǎn)生影響，天寶井就是這個(gè)樣子。雖然和天龍井挨得特別近，但是天龍井完井后，絲毫沒(méi)有對(duì)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(shí)，剛開(kāi)始的時(shí)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(yuǎn)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(guò)一個(gè)有意思的事情：含有硫化氫的天然氣稱為“煙子火”，很容易識(shí)別，自貢洪發(fā)井燒的就是這種。后來(lái)由于洪發(fā)井年久失修廢棄了，順昌井開(kāi)始燒這個(gè)火；順昌井廢棄后，同心井又開(kāi)始燒；同心井廢棄了，同源井又開(kāi)始燒；同源井廢棄了，這股天然氣又來(lái)到了東成井。期間跨越了很長(zhǎng)時(shí)間，說(shuō)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(lái)的時(shí)候是間斷的，有的是幾天來(lái)一次，有的是幾個(gè)月，有的是一年，甚至是三五年；不過(guò)只要來(lái)了，火力就會(huì)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(lái)了以后，只存在幾個(gè)小時(shí)，最多存在兩三個(gè)月就又走了。這種時(shí)來(lái)時(shí)走，跑來(lái)跑去的現(xiàn)象，我們叫它“煙子火來(lái)潮”。

有個(gè)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(yùn)動(dòng)，低壓的地方就是天然氣流動(dòng)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(shí)不間斷的拉風(fēng)箱。這樣在井內(nèi)就會(huì)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(lái)可以燒54口，后來(lái)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(duì)那位老鹽井工人估算天然氣產(chǎn)量的方式感到驚奇。其實(shí)，當(dāng)時(shí)的人們使用了一種叫做亮筒子的方式測(cè)試天然氣的產(chǎn)量：當(dāng)一口井完鉆之后，工人們會(huì)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(gè)數(shù)，就可以算出這口井一天的產(chǎn)量。有時(shí)候，為了得到一個(gè)較為準(zhǔn)確的數(shù)字，要讓筒子里氣流連續(xù)燃燒幾個(gè)月，一直到火焰的高度平穩(wěn)為止。因?yàn)橐豢跉饩┙o上百口鹽鍋的火力，如果計(jì)算的產(chǎn)量過(guò)小，煮鹽的燃料就得不到保障，修建的灶臺(tái)的數(shù)量也沒(méi)有辦法保證，這些都會(huì)造成資金的巨大浪費(fèi)。所以工人們對(duì)于用亮筒子進(jìn)行試氣的工作還是很嚴(yán)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(lái)控制，根據(jù)天然氣的相對(duì)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(gè)時(shí)間內(nèi)的流量。

故事中還有一個(gè)概念：“口”。古代的天然氣開(kāi)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。火力強(qiáng)弱是按照分來(lái)計(jì)算的，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(jì)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(shuō)明天龍井的天然氣產(chǎn)量達(dá)到了4.5～6萬(wàn)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(hù)。但其中毒氣陣陣，下人修井又必死無(wú)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(jìn)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(kāi)采天然氣時(shí)熏死人的情況很多，所說(shuō)的毒氣一般就是我們現(xiàn)在常說(shuō)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(diǎn)點(diǎn)就足以讓人丟掉性命。下雨天的時(shí)候陵井內(nèi)的毒氣會(huì)減弱，從現(xiàn)代的科學(xué)知識(shí)來(lái)說(shuō)，是天然氣中的硫化氫氣體，比較容易溶解在水中。雨天時(shí)雨滴會(huì)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(huì)重新釋放出來(lái)，加上天然氣噴出時(shí)重新攜帶出來(lái)的新的硫化氫氣體，它的濃度又會(huì)急劇提高。

雨盤的發(fā)明是人類征服天然氣過(guò)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(jì)，是中國(guó)古代人民在開(kāi)采低壓天然氣技術(shù)中的一個(gè)創(chuàng)造。

火井王

自貢鹽場(chǎng)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(kāi)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(kāi)鑿鹽井，但幾年下來(lái)，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(méi)有開(kāi)鑿成功。眼看就要前功盡棄，井主對(duì)工人們說(shuō)，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(kāi)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(gè)時(shí)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(dòng)地。磨子井是一口天然氣井，開(kāi)鑿之初每天氣流量在100萬(wàn)立方米以上。二十余年后的光緒二年（1876）李榕到這里考察時(shí)，親見(jiàn)該井還可燒鹽裹400余口。民國(guó)二十五年（1936）熊楚調(diào)查自貢鹽場(chǎng)時(shí)，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(kāi)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(shí)間開(kāi)采區(qū)主要集中在構(gòu)造頂部。十九世紀(jì)后期，開(kāi)發(fā)區(qū)己沿構(gòu)造軸線發(fā)展到郭家勘地區(qū)，20世紀(jì)30年代，開(kāi)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。