第一篇:骑着骆驼进戈壁—石油“长子”老君庙油田成长追忆
—石油“长子”老君庙油田成长追忆
综合整理/本刊记者 冯为为
著名诗人李季在一首诗中这样写道:“凡有石油处,均有玉门人”。
玉门油田不是大油田,却是中国石油工业史上一个非常重要的油田。它培养、造就了中国石油工业的骨干队伍和第一代技术人才。老君庙油田作为玉门油田的第一个油田,它的发现及开发汇聚了很多人的汗水,接下来我们就来讲讲老君庙油田勘探、开发的故事。
起航:骑着骆驼进戈壁
老君庙原本是祁连山下石油河边台地上的一座小庙。据说,在石油人来到这一带之前的很久、很久的时间里,这里曾是淘砂采金的地方。有一个人鸿运高照,竟然在石油河里找到一块相当大的“狗头金”,发了点财,于是出资建了这么一座小庙,向太上老君表示感谢。
玉门的第一个油田就发现在这里,所以取名老君庙油田。玉门一带有油苗,早有史书记载。比如,公元267年,西晋人张华著《博物志》就记载了“酒泉延寿县南山出泉水„„水有肥,如肉汁,取著器中,始黄后黑,如凝膏,燃极明„„”。唐朝李吉甫在《元和郡县图志》中记载玉门县“石脂水,在县东南180里,泉有苔,如肥肉,燃之极明”。千百年来当地老百姓土法捞取,用来照明、膏车、配药。公元578年,嘉峪关防守武士曾用石油烧毁入侵者的兵器。
19世纪20年代初,一些中外地质家曾经到酒泉盆地做过调查和考察。1922年,谢家荣等曾到玉门一带作过地质勘查,写过报告。1935年,外交家顾维钧和银行家周新民等获得南京国民政府特许探采甘肃、新疆、青海三省的石油。他们1936年成立了中国煤油探矿公司筹备处,1937年,孙健初和美国地质家韦勒等在玉门进行了调查。项目由于这家公司聘请的外国技术人员在玉门没有找到具有工业开采价值的石油而停步。
1937年抗日战争全面展开以后,日寇大举进犯,首先占领了我国沿海各地。依靠海运进口“洋油”已不现实。国民政府决定勘探和开发玉门油田。
1938年,国民政府资源委员会收回了三省石油探采特许权,设立了甘肃油矿筹备处,派严爽、孙健初、靳锡庚等到酒泉盆地做勘探。他们骑着骆驼进戈壁滩,冒着严冬,在祁连山下艰苦工作,测绘地形图,填制地质图、构造图,编写了地质报告。1939年初确定了井位。
1939年8月11日,是中国石油工业发展历史上永远值得铭记的日子。这一天,祁连山下玉门老君庙旁的1号井获工业油流,揭开了中国现代石油工业的第一页。
开刹:叩开油田主力层
老君庙油田的第一口井是1939年春天开钻的。所用钻机,是经周恩来总理批准,从延长油矿(当时延长在陕北红色根据地)调运来的两台顿钻之一。这种钻机用28马力(约20.6千瓦)的蒸汽机作动力。这也是玉门的第一批钻机。第一口井先用人工挖坑,挖到20多米后上钻机,继续钻进,顺利时,一天进尺1米多,如遇井壁坍塌,不仅没有进尺,反而倒退。1号井总体钻进388.81米,前后用了398天,因为钻机马力小,又不会使用钻井液。钻达K油层,正式出油,日产原油约20桶(约2.73吨)。
这种蒸汽机在正常钻进时动力还够用,起钻时锅炉的蒸汽压力和蒸汽量就下降,必须等待一段时间,烧到蒸汽压力回升后才可以继续起钻。如果发生卡钻,更加力不从心。井越钻越深,汽不足的问题也越大。机厂的工程师杨玉燔同钻井领班王财反复琢磨,把锅炉烟筒加长一倍,燃煤量大为增加,蒸汽压力也提高了。1940年,从湖南湘潭煤矿及江西高坑煤矿各调运来采煤的旋转/冲击两用钻机各一台。其中一台钻河下4号井,发生井喷着火而焚毁;另一台钻成8号井,首次钻开L油层——老君庙的主力油层。
1943年运到三台从美国采购回来的柴油机驱动的旋转钻机,在当时可称为“先进武器”了。并聘请了美国钻井工程师迈克·布什,偕同两名技术工人,指导安装、使用这种新钻井装备。当时中方负责钻井工程的是董蔚翘,带两名助理工程师靳锡庚和李同照。布什先生原在德士古公司的巴林岛油田上当钻井工程师,熟悉波斯湾的情况。他来到老君庙后,正遇到4号井井喷失火,8号井井喷难以控制。所以马上请他飞往巴林岛去,向德士古公司当地代表处求购防喷器,空运回来应急。
用第一台顿钻钻了6口井,都到K层,2号井日产50桶(约7吨),其余几口平均日产25桶(约3.5吨)左右。1941年3月,油矿筹备处改为甘肃油矿局,孙越崎任总经理。
在钻开K油层的鼓舞下,由于来了新的钻机,开始向深部新的油层进军。
深钻:剖取岩心解构造
1942年,太平洋战争爆发,我国援引美国的租借法案,从美国购得国民供应公司(NmionalSupplyCo.)制造的IDEAL-30型旋转钻机。这是美方为了便于空运飞过喜马拉雅山而专门设计的,一共制造了12套。经过滇缅公路长途运输,加上日本飞机轰炸,缺失了不少器件,最后只能拼装成4套完整的钻机(与此同时进口的还有抽油机40部,发电机5部,一些储油、输油设备和日炼1500桶的炼油装置,也都损失严重)。这种钻机在当时是比较先进的,轻便灵活,最大钻深800米。钻井绞车配卡特匹拉(Caterpeler)8800柴油机1台。每台钻机配2台C-100泥浆泵。各用一台Caterpeler-1100型柴油机驱动。采用轻便K型井架。转盘、水龙头、天车、游动滑车、大钩等,都是国民供应公司的产品。配套用2套防喷器全是API标准的美国产品,还配有取心工具、钻头。
随钻机来了三名美国人,一名是钻井工程师布什(M.H.Bush),两名美国技术工人菲尔德(Field)和赖纳(Reiner),都有一定的经验。
原先每钻一口井,都要先用人工把表层的砾石层挖掉,挖成一个深坑,有的表层达30米。这种人工井口,四周用木框支撑,一直挖到红色的岩层。然后在中心人工挖一个1米多深的圆井,下入表层套管,灌注上水泥。再把挖出的土回填,才可以开钻。美国人来后,改变了这一工序,只在地面挖一个1米多深圆坑,下入一个大直径的带泥浆出口的导管,就用121/z英寸大牙轮钻头钻进。钻入红色岩层几米后下表层套管,并回注水泥。
从前德式钻机的转速最高才30转/分,用三牙轮或四牙轮钻头钻进,一天顶多钻20-30米。美国技师来后,下完表层套管就改用刮刀钻头。钻盘转速提高到100转/分。
8号井井喷后,从书本上知道了钻井液要用黏土和加重剂。童宪章和陈贲沿河西走廊寻找,在永登附近找到了干子土。从四川綦江铁矿采购来赤铁矿粉作加重剂,1942—1943年开始使用,后来在广元发现了重晶石,钻井液相对密度可以提高到1.73。
童宪章仿制了浮筒式比重计;黄先训仿制了钻井液黏度计,开展了钻井液的检测和试验。
使用德式两用钻机时,配套一种人造金刚石取心筒,取过少量岩心。为数很少的几颗人造金刚石十分宝贵,由矿长严爽亲自保管。引进美国30型钻机时,配套购买了休斯公司的双筒6牙轮取心钻头和BJ公司的4刮刀取心钻头,1948年开始使用,可以取3英寸(约7.62厘米)的大直径岩心。
炼油:玉门第一具炼油甑
1939年秋天,老君庙1号井出油后,在年过半百的赵春江主持下,仿照延长油矿的蒸馏釜,在玉门就地用70-80加仑的圆铁筒制造了玉门第一具炼油甑。
场地选在老君庙前面河床半腰的地方,山上1号和2号井产出的原油,令其沿坡度自动流下来,距离只有几十米。离石油沟也仅几十米,便于取水冷却。夏季,原油是液体,装在大桶里,人工滚下坡来到炼油釜旁边,从釜顶上注入。冬季原油凝结,成块装在车上推到山腰再用铁锨铲人蒸馏釜。釜装满后,上紧螺栓,炉膛点燃煤火。这套土法炼油设备用了一年多。每釜可炼10桶(约1.35吨)。每天三班炼完一釜原油,熄火,清除残余渣油,等各部分温度下降到安全程度,再装入原油,加热蒸馏。如此循环操作,每昼夜只能炼2-3釜。
冷凝器的冷却水靠人工从山下河中用桶挑上坡来,倒入砖砌的冷却槽里。
按照教科书上讲的分馏温度,在炼油釜上装一支温度计。先蒸馏出来的是直馏汽油,流人装汽油的桶;温度上升到230℃左右,挪走汽油桶,推来空桶盛馏出的煤油。同样操作,360℃左右馏出的是柴油,其他就是渣油。这三种产品质量难于控制,但却勉强可用。靠这一原始技术,1940年加工原油1500吨,汽油和煤油的收率分别是14.2%和6.6%,产汽油200吨。
1940年2月,甘肃油矿局成立动力油料厂玉门工程处,在嘉峪关建炼油厂。因为嘉峪关交通较为方便,人口较多。计划用蒸馏和半裂化工艺炼油,以提高汽油收率。1942年4月,蒸馏部分的管状炉完工投产,加工原油35吨。到6月份,半裂化炉也安装完成,但未使用。上级决定嘉峪关炼油厂撤销,搬到老君庙去。
1941年6月开始在石油河畔建厂。炼油厂的总工程师是广西大学化工系主任谭世藩。1943年因病去世,当时才50多岁。河东的东厂先建,一共有4座炼油釜;西厂后建,有2组炼油釜和一座管式炉装置。因为当时老君庙生产的原油增多,但向外订制炼油设备又远水不解近渴,资源委员会向全国未被日寇侵占的大城市如衡阳、桂林、贵阳、重庆、西安等地搜购钢板,自行焊制炼油釜,运到老君庙安装。这种炼油釜耗费燃料多,受热不均匀。但比起第一批炼油釜已前进了一大步,由间歇式变成了连续炼制。因为每组炼油釜在高处、低处各有一台。原油先用泵注入高处的釜,蒸馏出汽油后靠重力流入低处的釜,蒸馏出煤油和柴油。
进原油的泵,其实是人工推拉的往复式唧筒。炼油釜的仪表只有温度计和压力计。液面计就是玻璃管。当时炼油厂能提取的汽油、煤油加柴油总共只占原油的一半左右。其余的渣油,小部分供矿内发电、取暖、做饭。大部分不值得外运,弃人河道。
河西炼油厂的一组管式炉装置是从嘉峪关拆运来的,称为“管二组”,一天可炼油1800桶(约246吨),成为当时玉门的主力。管式炉装置是让原油在一系列钢管中先后通过,逐步提高温度,受热面积大,油料受热均匀,所以油温可以达到440℃,油品收率高,质量也较好。
考验:水火中取“真金”
1942年,河东炼油厂发生一次爆炸。一座能储油1000吨左右的原油罐,由于工人找不到量油的木尺,临时找了一根细铁管,铁管下入油槽时与钢罐撞击产生火花,引燃了罐里的油气,大罐爆炸,铁片飞出上百米远,量油工粉身碎骨。
同年8月,玉门发生一场大火。这是8月24日。忽然下起大雨,这在戈壁滩上实属少见。雨水流入各处的土油池——1941年8号井井喷时,原油灌满了许多土坑。这些土油池里的油并未炼完。大水一来,水涨油浮,溢出池外,顺着地势径流而下。矿场东岗一带地势低洼,窑洞很多,许多工人尚未迁入宿舍房,散居在这些窑洞中,在洞外生火做饭。油气流经过时立即着火燃烧。水流上是油流,波及大部分矿区,包括子弟学校和招待所。
1943年7月,玉门刚进入初秋。天气不仅没有清凉下来,反而突然升温,而且下起了暴雨。原因是祁连山积雪因气温高融解而成雪水流下来,汇成山洪。冯宗道这样回忆道:“涓涓细流的石油河突然暴涨,黄色的浊流,从山谷间奔腾而来,澎湃汹涌,宛如千军万马。炼油厂值班人员面对干涸的山谷中突然涌来白帘一般卷来的洪涛,惊骇得不知所措。洪流夹着巨大的石块、树枝以及远处放牧的牛羊,滚滚而来,一刹那把石油河之西的炼油炉和蒸馏塔等设备连根拔起,随洪水漂流而去。”“招待所和河西办公室及材料库都被大水冲洗殆尽。成为老君庙又一次巨大的灾难”。大水昼夜间全部退尽。幸而河东的炼油厂位置比较高,洪水冲不到,仍可继续生产。大水过后,炼油厂职工赶忙到石油河下游河沟中去捡冲下来的炼油器材,突击修理、安置,不久河西炼油厂就恢复了生产。
这一场大水,教训了人们。炼油厂设在河边是危险的,必须另找地方新建。于是在总办公室4千米之外的一块看上去如平台似的一块开阔地上建新炼油厂。这地方叫四台。
建立新厂当然要采用新的工艺技术和装备。1943年资源委员会向美国环球油品公司(UOP)订购了一座炼油厂的达布斯炼油设备,包括常减压蒸馏和热裂化。日加工能力400吨。但是当时正值太平洋战争爆发,一部分设备在海运过程中丢失。只得把运到玉门的残缺不全的设备拼凑起来“添平补齐”。
四台炼油厂的建设由斯达负责,聘请了一位美国工程师吉尔来玉门帮助安装和试运行。河东、河西的炼油生产由龙显烈主管。四台炼油厂的蒸馏装置[包括1500桶/日(约75000吨/年)常压蒸馏和配套的减压蒸馏装置]于1944年7月完工,9月试炉,装置正常。但由于老君庙油田产量未增加,供应不上河东、河西、四台3座炼油厂的加工能力;同时,装置的汽油收率并不比河东、河西的高。所以试炉以后四台炼油厂就暂停运行。1946年6月,日本投降后,才着手热裂化装置的建设。
传承:续写“老君庙”乐章
1941年在玉门油矿诞生了中国第一条输油管道。这年10月,老君庙8号井发生强烈井喷,最保守的估计是日产油5000桶(约682吨)。显然,用桶装、板车拉的方式把原油送到炼油厂去已经不行了。甘肃油矿决定建一条输油管道,从山上8号井输到河西炼油厂。
建输油管道,并不是简单地铺一条管线。老君庙的原油,含蜡量高达15.5%,凝固点高达40F(约4.4℃),而玉门这地方常年气温偏低,冬季滴水成冰,原油在土油池里凝结得如同肥皂一般,怎么在管道里流动,要使管道输送这样的原油,必须使管道连同管线上的储罐都能够对输送的原油加热、保温。
首先要解决锅炉。战争期间,玉门又地处边远,从外地订购又花钱,又费时、费事。炼油厂的陆天安仿照教科书上的兰开夏锅炉,自己设计、制图,同铆工班长商量怎么造。当时焊接技术尚未普及。整个锅炉全部采用铆接,没有一条焊缝。
整个输送距离才500米。但是要经过陡崖,要跨越石油河,都必须支撑架高。
这条管道在中国首创了“管中管”的结构。4英寸(约10.16厘米)的管子里面套一根1英寸(约2.54厘米)的蒸汽管,气温降到一定时候就往1英寸(约2.54厘米)的管子里通蒸汽。使4英寸(约10.16厘米)管中输的原油不致凝结而“灌香肠”。当时很难找到高绝热的保温材料,就地取材,找物美价廉、量大易得、方便有效的代用品。山上埋入管沟的一段,管子四周用干的马粪充填,上面覆盖一定厚度的沙土;架空的管段,用羊毛毡包裹,缠绕严实,外面再缠草绳。
这条管线利用了地势走向:从高到低,因此不需要设泵站加压。原油靠重力流动,流进炼油厂的储油槽。1942-1943年,老君庙油田以及炼油厂的生产,依靠的就是这条管线。抗日战争期间,玉门油矿共钻井61口,生产原油7866万加仑,汽油1303万加仑,煤油511万加仑。1949年9月,中国人民解放军在西南迅速推进,甘肃分公司经理邹明领导了玉门油矿的护矿和迎接解放。玉门油矿——老君庙油田和三座炼油厂回到了人民手中。
老君庙油田从1938年开始勘探,1939年出油,到1949年解放的11年中,从无到有,从小到大,初步形成了中国的小型的但是配套比较齐全、上下游一体化的石油企业。原油年产量能力8万吨,炼油能力10万吨/年,培养锻炼了200名工程技术人员和技术工人。
解放以后,经过持久不懈的勘探,20世纪50年代相继发现了鸭儿峡、白杨河等油田,甚至在20世纪90年代末还在酒西盆地发现了新油田。老君庙油田至今还在生产。
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