中国井盐开采与天然气利用发展历史

中国开采与天然气利用发展历史

盐是人类生存必不可少的物质。 盐的摄入可保持人体内电解质的平衡,是生命得以延续的保障。 自从人类告别茹毛饮血的时代,开始吃熟食以来,盐便是最重要的调味品。 正因为如此,人们一直对盐的生产极为重视。 很多时候,政府垄断盐业的生产和买卖,以完全控制盐这种战略物质,同时获取巨额的利润。

地表体不断接触岩石矿物,溶解其中的盐分,然后将它们带入大海。 进入大海的盐分没有去处,越积越多,形成咸的海水。 海洋是自然界盐分的主要来源,从海水中提取的盐称为海盐。 自然界中的湖泊,如果长期缺少外流通道,湖泊水中的盐分含量就会越来越高,最终成为盐湖。 从盐湖水中提取的盐称为池盐。 地球历史上,曾经出现过许多次沧海桑田的变化,古代海洋或盐湖的一部分可能因为地质变化而深埋地下,成为地下盐卤。 从地下盐卤中提取的盐称为井盐。

海盐和池盐的生产工艺比较简单,只需将海水或湖水进行蒸发即可得到盐。 井盐的生产工艺最为复杂,需要钻井才能将地下的盐卤取出。 中国古代的海盐生产主要集中在东部沿海地区,池盐生产主要集中于今天山西南部地区,井盐生产多集中于今天四川地区。

战国后期,秦国吞并巴蜀,设立蜀郡。 公元前3世纪中叶,李冰担任秦国蜀郡郡守。 李冰以主持建造都江堰水利工程闻名于世,但据《华阳国志》记载,李冰担任郡守期间,还曾率领民众开凿盐井,生产井盐。 中国有史料记载的井盐开采就从那个时代开始。

早期盐井都由人工挖掘形成,口径较大。 井口越大,井壁便越容易坍塌,从而限制了盐井的深度。 加之当时钻井技术的限制,无法击穿地下深处的岩石层,所以只能开采地表附近的盐卤。 即便如此,早期盐井的规模仍然相当可观。 据史料记载,最大的盐井口径100米,深达约267米。

北宋时期,井盐生产工艺出现革命性的变化,其标志就是“卓筒井”的出现。 卓筒井是一种小口深井,井口只有碗口大小。 井口小,井壁便不容易坍塌,钻井就可以打得很深。 卓筒井还使用了专门的金属钻头,已能击穿地下深处的坚硬岩层。

卓筒井的工艺流程主要有:

①人工挖掘土层,直至地下岩层位置,放下一组石圈以保护井壁;

②用石碓悬吊金属钻头,以舂捣方式逐渐击碎地下岩层中的岩石;

③放入粗毛竹,进一步保护井壁;

④最后放入细毛竹,汲取盐卤;

⑤毛竹装满盐卤后,用绞车将细毛竹提出。

卓筒井出现后,小口深井技术不断进步。 1835年,四川自贡燊(shēn)海井开凿成功,井深1001.4米,是世界上第一口深度超过千米的深井。

盐卤要经过加热,使水分蒸发,才能得到固体的盐。 这一过程在中国古代称为煮盐,煮盐需要消耗大量的燃料。 井盐生产集中的四川地区也是我国主要的天然气产地,早在2000多年前,我们的祖先就已经开始利用天然气煮盐。

天然气是烷烃混合物,是一种可燃的气态化石能源。 天然气藏于地下,不溶于水。 《易经》中有“上火下泽”“泽中有火”的记载,一般认为,这是天然气从沼泽中逸出自燃的现象。 四川蕴藏有比较丰富的天然气,古人在开凿盐井时,也可能使地下的天然气逸出。 当他们发现天然气能够作为燃料使用后,便有意识地开采天然气,用于煮盐。 这种天然气井在古代称为火井。 根据史料记载,中国人最迟在公元前1世纪就已开采和使用天然气,而欧洲人直到1659年才发现天然气,10年后才开始将天然气用作照明和烹饪的燃料。

四川地区的天然气开采一直持续到近代。 19世纪中叶,自贡磨子井建成,日产天然气百万立方米,被称为“火井王”。 由于史料缺失,磨子井的出气时间有1840年、1850年、1855年等多种说法。 磨子井的深度为1000米左右(一说为1200米),初期日产量高达100万立方米,至1936年气竭停产时,累计生产天然气约19亿立方米。 磨子井是中国古代产量最大的天然气井,在中国乃至世界天然气开采史上都具有重要的地位。

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