​趣谈我国古代的天然气

我国是世界上最早发现并使用天然气的。据史料记载，要比西方国家早了1600多年。

今年3月以来，俄罗斯宣布天然气“卢布结算令”，使得天然气一度上热搜。天然气是蕴藏在地下的一种可燃气体，它和石油、煤炭一起构成当今世界能源的支柱产业。就目前来看，天然气已经成为重要的战略资源。

我国是世界上最早发现并使用天然气的。据史料记载，要比西方国家早了1600多年。

最早的天然气被奉若神灵

我国古籍中最早记载天然气的是东汉班固《汉书·郊祀志》，汉宣帝神爵元年（前61），“祠天封苑火井于鸿门。”《汉书·地理志》西河郡鸿门条，班固自注：“有天封苑火井祠，火从地中出也。”鸿门县，汉代置，属西河郡，在今陕西省北端的神木县西南，邻接内蒙古自治区。天封苑是汉代军马场的名称。鸿门邻近内蒙古草原，故在此设置军马场。北魏郦道元《水经·河水注》载：“訚阴县（今神木县南）西五十里有鸿门亭，天封苑火井庙，火从地中出。”这条史料更是明确地指出了火井庙的位置。

火井是古人对天然气井燃烧现象的称谓。上述记载说明，我国有记载最早发现天然气应该在陕西神木县，但鸿门火井是自然形成的，并非人工开凿的。由于当时人们的认知有限，对这种地下窜出来的火，认为是神灵显示，所以立祠祭祀。

到了唐宋时期，人们仍然对天然气很神奇，奉以为神灵。据《太平广记》盐井条记载：“陵州盐井，后汉仙者沛国张道陵所开凿，周回四丈，深四十尺，……奉以为神，又俗称井底有灵，不得以火投及秽污。会有汲水，误以火坠，即吼沸，涌烟气，冲上溅泥、漂石，甚为可畏。”这里记载的烟气就是指盐井中的天然气。

诸葛亮开发利用天然气

早在东汉末，人们就在四川临邛开凿了第一口天然气井，聪明的人们竟把它用到煮盐上来。据蜀汉《蜀王本纪》载：“临邛有火井，深六十余丈。”晋张华《博物志》卷九载：“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。执盆盖井上，煮盐，得盐。”

火井最初发现时，人们仅认识其可燃性，但深二、三丈的浅井气流很少，土名“草皮火”，这种气流不能持续很久，还没有充分加以利用。

当诸葛亮听说临邛地区发现天然气的消息后，就亲自前往察看，并指导人们做了进一步的开凿和深探，这样火井旺盛起来，才开始利用火井煮盐。因为，当时同时还开发出盐水井，这种井出的卤水，煮沸后，可以得盐，此前他们都是用柴火烧水加热煮盐的。

后东晋常璩《华阳国志·蜀志》又载：“临邛县……有火井。夜时光映上昭（照）。民欲买火，先以家火投之。顷许，如雷声，火焰出，通耀数十里……井有二，一燥一水。取井火煮之，一斛水得五斗盐，家火煮之，得无几也。”

显然，临邛的天然气被开发利用煮盐后，人们发现用天然气煮盐的效果，要比家里柴火煮效果要好，产盐率大大提高，甚至一斛水可以得五斗盐，这是当时人们开发利用天然气的可喜成果，这其中也有诸葛亮的贡献啊！

清人傅燮诇有诗感慨褒扬此事：“丞相征蛮路，天罡遗爱祠。竹低人面拂，石滑马行迟。勋业空青史，仁声尚口碑。荒凉火井县，吊古一兴思。”

世界最早的天然气田

我国最早也是世界最早开发的天然气田，是在四川自贡市、富顺县和荣县境内的自流井气田，古代称为自流井场。

早在战国时期，著名水利专家李冰在兴建都江堰工程中发现了盐卤，随即“穿广都盐井”，人们就开始凿井汲卤，获取井盐，但是这种都是大口浅井。同时，李冰在凿井时发现了“火井”，以后就引用天然气为燃料去熬盐。

到了北宋时期，四川大英县卓筒井镇人发明了卓筒井采卤技术，由小口深井逐渐替代大口浅井，被称为卓筒井。苏轼在《东坡志林·卷四》中记载：“自庆历、皇佑以来，蜀始创‘筒井’。用圜刃凿如碗大，深者数十丈，以巨竹去节，牝牡相衔为井，以隔横入淡水，则咸泉自上”。这种井其口径仅有竹筒大小，然而能打井深达数十丈，被称为“中国古代第五大发明”、“世界石油钻井之父”。

古代这些技术都为自流井气田的开发创造了条件，清康熙年间以后，深达八百多米以上的盐气井纷纷出现，自流井构造的浅气层得到大规模的开发。

据清李榕《自流井记》：自流井区“道光初年见微火，时烧盐者率以柴炭，引井火者十之一耳。至咸丰七、八年而盛，至同治年而大盛。……火之极旺者曰海顺井，可烧锅七百余口；水、火、油三者并出；曰磨子井，水、油二种经二、三年而涸，火可烧锅四百口，经二十余年犹旺也。德成井水，卤水熏人至死，可烧锅五百口，水自井口喷出，高可三、四丈，昼夜可积千余担。”

这说明，清道光初年（1821），人们为开采天然气而钻凿的气井获得成功，并开始开发理藏深度较大的主要气层。其中最著名的叫海顺井，其天然气产量，可以同时烧盐灶七百多座，估计日产量75000 立方米以上。清道光二十年（1840）用又顿钻方法钻成了深1200米的高产天然气井，就是被誉为“火开王”的磨子井，刚钻成时日产量 15万立方米，经二十年后仍可烧锅四百余口。

清代发明了输气管道和计量表

古人发现发掘了天然气，那么在当时技术条件下，他们如何储存输送呢？

据东晋史学家常璩在《华阳国志·蜀志》中记载：“以竹筒盛其光藏之，可拽行终日不灭也。”在《蜀都赋》注中也说“以竹筒盛之，接其光而无炭也。”这里提到的用竹筒盛装天然气，且“拽行终日不灭”确是很奇特的，看来类似今天的储气罐，当时人们就是用“竹筒”把天然气带回家使用的。

清道光年间（1821-1850）曾在荣县等地为官的王培荀在其《听雨楼随笔》中记载了不少关于当地开发使用天然气的情况，其中写到人们用“猪脬盛之，可以赠远”，用猪尿泡装运天然气的做法的确不错。乾隆年间段玉裁编纂的《富顺县志》卷二记载的另一种运输方法：“尝有皮囊囊之，行数千里，越数月，窍穴以火引之，光焰不减。”而用动物皮做成储存袋，装天然气甚至运输到几千里以外的地方，更是绝妙。

在管道输送上，那时也是想尽了办法。宋代孔平仲在《谈苑》中记载，当时韶州开采铜矿时，同时伴生了天然气，而且有毒，他们就用长竹筒把天然气导到地面，点燃测试是否有毒，然后再进行施工。

明代科学家宋应星在其《天工开物》第五卷《作咸·井盐》中对天然气的输送记载更为详细，也说明当时的竹管输送技术已经比较成熟：“西川有火井，事奇甚。其井居然冷水，绝无火气，但以长竹剖开去节，合缝漆布，一头插入井底，其上曲接，以口紧对釜脐，注卤水釜中，只见火意烘烘，水即滚沸，启竹而视之，绝无半点焦炎意。”宋应星还绘制了“蜀省井盐图”，把当时用竹管输送天然气的做法形象展示。

清同治元年（1875）前后，有一位福建籍技师林启公，他彻底解决了远距离输气问题。他用竹子和圆木作材料，破成两半后打通中间的竹节或挖空圆木心部，再重新合起来用麻布绕紧，涂抹一层桐油，经过晒干后一节节衔接起来，做输气管道。据《川盐纪要》记载，林启公发明的这种竹制输气管道当时应用于自流井气田已有十二条，总长度达二、三百里。

此后，没几年更是发明了天然气的井口控制、计量和输送等先进技术设备。据《四川盐法志》记载：天然气井完钻后，用一个虚底木桶罩在井口上，经过封闭加固后，桶上留小孔，装上竹管，由地下引出天然气。为了计量天然气的产量，人们在水平的出气管上，装上一排直立的小竹管，然后逐个点燃，根据火焰高低与被点燃的竹管根数，推算出天然气的产量。这种计量天然气的办法很精确，与现在已经相差无几。

在科学技术日新月异的今天，天然气的开采和利用，已经非常广泛普及，管道输送技术已经达到了前所未有的水平。我国的西气东输工程，能够跨越几千公里把新疆的天然气送到东部沿海居民家的灶台上，我们也有理由相信，受俄乌战争影响的俄罗斯通往欧洲的天然气管道最终也会柳暗花明。