火井煮盐——石油的故事连载之四

■ 王志明

火井煮盐
——石油的故事连载之四

■ 王志明

古代的人们是充满智慧的，盐不一定来自海洋。现如今云南贵州等地还有一些山区利用地下的卤水，靠接受太阳蒸发以获取食用盐。古代制盐业中最辉煌的成就之一就是川蜀之地的火井煮盐。川蜀是我国盐井钻探的发源地，这种方法也为天然气和石油的钻采提供了借鉴。

火井煮盐

巴蜀地区，很早就有开井取盐的传统，且留下了很多优美的传说。例如，先秦时期史官修撰《世本》记载：在距今约七千年左右的原始社会中，在今天四川云县南集渠一带，有一个叫西王母的女酋长，因率领人民开凿井取盐，被尊称为盐水女神；西汉云阳县尉扶嘉的女儿九龙女因担起给百姓指示地脉的职责，帮助百姓开凿了很多盐井，被尊为“盐井神”。

关于四川的第一口火井，是在战国末年期间，秦孝文王派遣李冰作为蜀郡太守，李冰率领当地居民在四川广都，也就是现在的成都、华阳、双流一带，开凿了盐井。在钻井的过程中，遇到了天然气，并且引起了大火——第一口火井就这样诞生了。

三国时，公元223年6月刘备病死在白帝城。临死时，为了蜀汉的基业，他被迫同意联吴抗魏。为了表示对确立蜀吴联盟关系的祝贺，蜀国派郑芝带去了当时四川的特产——蜀锦。而孙权因对四川了解太少，以为蜀汉缺盐，就派去了回访官员张温，随身携带的礼物就是两担盐。秦宓是蜀国著名的谋士，他十分生气便让人抬上来200担井盐，还让县令陪张温参观了临宏火井，一个类似现代化的工厂。工厂里热气腾腾，一口口大锅依次摆开，锅内的卤水滚滚的开着。张温十分好奇为何锅下面没有柴火，仅有几根管子，便问那是什么？陪同的官员告诉他：那是地底下冒出的可以燃烧的气，叫做地气，这套工艺叫做火井煮盐。后来，明末清初诗人吴殳写有蜀汉一诗记叙这件事：“季世唐虞只此时，泗亭天坏哲人违。三交城下波声急，五丈原韵日色微。西国无烟生火井，东邻有女落蟂矶。不关钟邓能缘险，黄皓谯周尽识几。”

西晋张华《博物志》中也有相关记载：“临邛火井一所，纵广五尺，深二三丈，井在县南百里。昔时人以竹木投以取火，诸葛丞相往视之，后火转盛热，以盆盖井上，煮盐得盐；人以家火即灭。”

卓筒井

进入宋代以后，统治者沿用了唐以后的盐井制度，加上大口井开凿技术已经不能适应当时的经济发展水平逐步走向衰落。且大口井最大的开凿深度也不过二百多米，在长期开采的情况下，浅层卤水已经逐渐枯竭，而埋藏在深处的卤水又因为技术的原因没有办法开采使用。在《耶州直隶州志》卷四十四中，傅调作诗说:“示相征蛮路天纲，遗爱词竹低人面。拂石滑马人行迟，业空青史仁声尚。口碑荒凉火井县。”记载了当时火井县由于浅层资源部分燃尽而导致该县地表荒凉的情况。

在这种环境下，“卓筒井”产生了，人们又叫它“私井”。“卓筒井”的钻凿口径只有碗口那么大，除了钻井的动力是用人力或畜力之外，其他的都与现代的钻井程序类似，主要包括：开井口、下石圈、锉大口、制木竹、下木竹、扇泥和锉小井口。

开井口

下石圈

锉大口

制木竹

下木竹

扇泥（出自《中国石油通史》卷一P61）

清吴鼎立《自流井风物名实说》:“水火油得其一者，谓之见功。”在这一个阶段，由于井越来越深，地下淡水不断地渗入到井筒里面，为了避免渗水，人们就发明了一种叫“木竹”的东西。木竹是用木材或者珠子做成的，下到井里来隔绝某一个深度上的水层，它的作用相当于现在的套管。

清《四川盐法志》引《盐井图记》记载：因为井的口只有碗口那么大，所以刚开始钻凿时，从井口灌进水去，钻到二、三丈地下水层的时候，地下水就会从四周的岩石里流出来，就不用继续灌水了，每次钻进一两尺左右时，就需要提起钻头，用竹筒子把泥沙提上来。用来捞沙的竹筒子大约有一丈多长，把中间的竹节全都通透，用绳子系住竹筒的一端，筒子底部用一块皮钱遮住。等到竹筒到达泥水所在的地方，筒子底部就会张开，注满泥水。由于受到水的压力，筒子底部会封闭起来，这样，井里的泥水就被排出井外了。古人从中还学会了从钻井内捞取出的岩石碎屑里分析各种岩层的情况，留下了原始的井下地层记录。从清朝开始，井上建立了岩口薄，相当于现在的录井。

“卓筒井”的钻井设备与工艺也逐渐的完善了。踩架相当于现在的井台，天车滑轮相当于现在的井架，只是当时没有电动机，绞盘只能用畜力来作为动力。这在世界石油开发史上是一大进步。到11世纪末，我国已在陕北的延安等地钻了第一批采油井，比1859年美国正式大规模开采石油要早了七八百年。

四川钻凿天然气井历史源远流长，秦汉时期就掘凿成功世界上最早的天然气井，明清时期钻凿天然气和盐井的卓筒井技术处于世界领先水平。随着顿钻钻井技术的发展，到了清代嘉庆、道光年间的时候，四川地区的钻井深度已经超过了一千米了。1835年钻成世界上第一口井深超过千米的天然气盐井。这表明了中国自流井气田钻采技术和天然气利用远远地走在了世界的前列，四川确实是天然气利用的先驱。在苏轼的《东坡志林》中有关于竹筒井的记载，这是世界上最早的深井钻凿的技术文献。在后来宋应星的《天工开物》、李约瑟的《中国科学技术史》中也有相关的描述。

天龙井

四川的天然气大部分是存储在地下裂缝里的。碳酸盐岩裂缝问题至今仍然在石油的勘探中是一个难题。但是，古代的人们通过大量的亲身实践之后，得到了许多让我们至今都很受用的知识。

又一口火井开钻了，这是郭家坳天龙井。钻井队不分昼夜的忙碌着，在那个没有工业的年代，他们的劳动强度可想而知。一个经验丰富的老钻井工不时的观察着钻井的尺度和捞上来的泥沙类型。10丈、20丈、……、250丈、260丈、270丈，274丈，突然，他感到大地在颤动，又渐渐平息下去。这就像暴风雨到来的前奏，更大的爆发还在后头。突然，一声巨响，火焰冲天而出，把无尽的黑夜变成了白天。

工匠们赶紧用竹管把天然气引到井的旁边，再垂直向上连接几根直径相同的竹管，富有经验的老盐井工用眼睛目测了一下筒子上火焰的高度，又查了一遍竹筒的个数后欣喜万分，这是一口高产井。

然而，奇怪的事情出现了，在天龙井的天然气冲出地面的那一刻，贡井区蜂子岩龙源井所烧的二百多口火井却立即熄灭了。大家非常惊奇，因为天龙井离这些井的地面路程至少也有七八里地。且当时距离天龙井旁坎下相隔不到30丈的天宝井，全井所有的锅口丝毫没有影响。

原来，是天龙井在井深274丈的地方钻到了火缝。通过这些井的实践证明：只要是能够钻到地层的裂缝，一般都会出现有价值的东西。人们把出油的裂缝叫做油缝，出天然气的叫做火缝，出卤水的叫做水缝，少量的裂缝什么都不出，叫做干缝，所以就有了“有水有火必有缝”的说法。另外，一般裂缝还有横缝和立缝之说，清朝初期的井口薄上就有大量的关于立缝和竖缝的记录。古人认为：“立缝见火，横缝见水。”这种对不同的流体在分布上的认识，和我们目前的认识是十分接近的：天然气大多都在垂直发育的裂缝里居多，而水平发育的裂缝一般大多含的是水。

龙源井的熄灭让人着实摸不着头脑，其实这是一种井间相互干扰的现象，基本原理是：井每隔一段时间是需要进行修井的，甲井停止煮盐修井的时候，乙井的火就会变大；甲井修完井重新开始煮盐的时候，乙井又会恢复到以前的火力大小。这说明两口井在井下是相连的，井下的压力有限，两口井同时燃烧时，压力会按照比例分给两口井，自然要比只是燃烧一口井时的火要小。这种现象叫作通腔，也有一个形象的比喻：“拖铺盖”。

当然，如果两口井的裂缝在地下没有联系，那么也就不会对彼此产生影响，天宝井就是这个样子。虽然和天龙井挨得特别近，但是天龙井完井后，丝毫没有对天宝井产生影响。有的气缝，几乎不与其他裂缝相通，当钻井遇到这种裂缝时，刚开始的时候火比较大，不久缝里的气烧完就熄灭了，所以叫作“气包”。这种“远通近不通”的现象，反映出缝缝相通是通腔造成的。

火往空处走

历史上曾经出现过一个有意思的事情：含有硫化氢的天然气称为“烟子火”，很容易识别，自贡洪发井烧的就是这种。后来由于洪发井年久失修废弃了，顺昌井开始烧这个火；顺昌井废弃后，同心井又开始烧；同心井废弃了，同源井又开始烧；同源井废弃了，这股天然气又来到了东成井。期间跨越了很长时间，说明了这几口井是连通的。

在洪蒸、永福、天兴、积福等这几口井中，烟子火来的时候是间断的，有的是几天来一次，有的是几个月，有的是一年，甚至是三五年；不过只要来了，火力就会增加，要么增加几口，要么是十几口或者二三十口都有可能；有的井自天然气来了以后，只存在几个小时，最多存在两三个月就又走了。这种时来时走，跑来跑去的现象，我们叫它“烟子火来潮”。

有个人从拉风箱里得到了启示：“火是往空处走的”。这句话的意思是天然气是往低压的地方跑的。压力的差别使气体产生运动，低压的地方就是天然气流动的方向。

因此，人们根据压力差值是气体产生流向的原理，在井口的木桩上安上了大风箱密封好，再轮流安排人24小时不间断的拉风箱。这样在井内就会形成人工的低压区，让天然气流向这口井，这种人为的方法还是很奏效。同兴井原来可以烧54口，后来井里的气跑到了别的地方，几乎快要废弃了，安装上风箱以后，又可以烧24口火。

亮筒子

大家可能对那位老盐井工人估算天然气产量的方式感到惊奇。其实，当时的人们使用了一种叫做亮筒子的方式测试天然气的产量：当一口井完钻之后，工人们会把天然气用竹管子引到一旁，在垂直向上连接几根直径相同的竹管子，这些垂直的竹管子叫做筒子。有着多年实践经验的老盐井工人可以根据筒子上火焰的高度估算出天然气的喷出量，然后乘以筒子的个数，就可以算出这口井一天的产量。有时候，为了得到一个较为准确的数字，要让筒子里气流连续燃烧几个月，一直到火焰的高度平稳为止。因为一口气井要供给上百口盐锅的火力，如果计算的产量过小，煮盐的燃料就得不到保障，修建的灶台的数量也没有办法保证，这些都会造成资金的巨大浪费。所以工人们对于用亮筒子进行试气的工作还是很严肃的。

亮筒子的基本原理与我们今天所采用的现代化的仪表如出一辙，只是亮筒子需要用肉眼观察火焰的高度，而现代化的仪表是观察U型管内水银柱的高度，水银柱由量气管冲出的气流来控制，根据天然气的相对比重把水银柱的高度换算成天然气柱的高度，这样就可以求出管口流速，再乘以管子的截面积，这样，就得到了某一个时间内的流量。

故事中还有一个概念：“口”。古代的天然气开发与井盐的盛产是息息相关的。每一口锅一昼夜所烧的天然气称做一口。一般一整天一口锅要煎20担水成盐，一担水有28碗，一碗水有20勺。火力强弱是按照分来计算的，最高火力为十四分，这种火的锅边上能滴出铁水，叫做“千金锅”。一口十分火力的锅一天大约能出盐300斤，按照现在的计算方式，大约需要燃烧150立方米的天然气。所以故事中讲到“三四百口火”的力量，说明天龙井的天然气产量达到了4.5～6万立方米。

雨盘

宋代杨佐到陵州任推官后，产盐的陵井破败不堪，急需修护。但其中毒气阵阵，下人修井又必死无疑。《宋史·杨佐传》记载：“杨佐，字公仪，本唐靖恭诸杨后，至佐，家于宣。及进士第，为陵州推官。州有盐井深五十丈，皆石也，底用柏木为干，上出井口，垂绠而下，方能及水。岁久干摧败，欲易之，而阴气腾上，入者辄死；惟天有雨，则气随以下，稍能施工，晴则亟止。佐教工人以木盘贮水，穴窍洒之，如雨滴然，谓之“雨盘”。如是累月，井干一新，利复其旧。”

文中所提到的在开采天然气时熏死人的情况很多，所说的毒气一般就是我们现在常说的硫化氢。这种具有臭鸡蛋气味的气体常常伴随着天然气一同产出，并且具有剧毒，只要吸入一点点就足以让人丢掉性命。下雨天的时候陵井内的毒气会减弱，从现代的科学知识来说，是天然气中的硫化氢气体，比较容易溶解在水中。雨天时雨滴会将大部分硫化氢溶解，从而将其浓度降低到使人致命的程度以下。等到天气放晴，气温升高，溶于水中的硫化氢又会重新释放出来，加上天然气喷出时重新携带出来的新的硫化氢气体，它的浓度又会急剧提高。

雨盘的发明是人类征服天然气过程中的重要一步，也为作业工匠的安全作业提供了保障。据此证明雨盘发明于公元1 1世纪，是中国古代人民在开采低压天然气技术中的一个创造。

火井王

自贡盐场钻出了数千口天然气井，其中以磨子井产气量最大，压力最高，素有“火井王”之称。磨子井相传在清代咸丰年间（公元1860年左右）为陕西籍杨姓商人开办。杨家在今四川省自贡市自流井区五星街东方锅炉公司招待所附近开凿盐井，但几年下来，井主为打穿这口井，已经耗尽家里所有积蓄，家里能卖的都卖完了，但盐井仍然没有开凿成功。眼看就要前功尽弃，井主对工人们说，他家只剩下一副石磨可卖了，咱们把它抬去卖了，一起打顿“牙祭”，大家就散伙。工人们有感于井主开凿盐井的执着，在酒足饭饱之后，都愿意再为井主架捣一个时辰的“排子炮”，不料，竟然几脚就把井打穿，大火喷射而出，声音惊天动地。磨子井是一口天然气井，开凿之初每天气流量在100万立方米以上。二十余年后的光绪二年（1876）李榕到这里考察时，亲见该井还可烧盐裹400余口。民国二十五年（1936）熊楚调查自贡盐场时，称该井为“古今第一大火井”、“火井王”。据传，该井是清朝皇帝知道自贡地区三口井中的一口。150余年后的今天，该井仍然在出产天然气。

部分高产井、稳产井附近，人们开办新井，希望得到新的高产气井，这口叫“跟着撵”。磨子井成功后，一段时间开采区主要集中在构造顶部。十九世纪后期，开发区己沿构造轴线发展到郭家勘地区，20世纪30年代，开发区又延伸到土地坡及大坟堡地区，随后便发展到贡井一带。