典型的背斜油气藏像一个倒扣着的大锅。这个“锅”的表壳就是盖层,向下的面是底层,盖层和底层阻止了油气向垂直于储油层的方向运移。隆起则在储层中形成了一个液流停滞区,有利于地下的油、气、水在内部发生重力分异和聚集,也使聚集起来的油气可以在其中保存。充满在储层中的水从下面将油、气托住,封存在隆起“锅顶”的储层中。
1842年,WilliamLogan最先发现加拿大圣劳伦斯河的油气苗都是产生在背斜上,而真正用背斜理论指导勘探的第一人是E.L.狄拉克。1839年狄拉克在宾夕法尼亚州西部,用钻井发现了石油。美国的I.C.White采用了Logan的背斜概念,也发现油气都聚集在背斜构造之中,并在1855年把它应用到寻找油气上,将油气在背斜顶上的油气分异现象进行了具体的描述。1861年,加拿大的Hunt研究了安大略油田,也发现石油储存于背斜构造顶部的孔隙灰岩中,但并未引起石油界的注意。1883年,White研究了美国阿巴拉契亚油气井后,发现石油聚集与背斜构造有密切关系,为了证明他的观点,他选了3个背斜,在其顶部定了3口井位,于1884年开始先后获得油气流,于是White于1885年发表了论文《天然气地质学》(TheGeologyofNatureGas),提出了背斜理论,并开始为石油界重视。
所谓的背斜,就是指岩层发生褶皱时,形状向上凸起的部分,而向下凹陷的部分被称为向斜。背斜的形状就像是一口倒扣在地下的锅,油气储存在被倒扣的锅中,最上面是天然气,中间是石油,下面是水。如果锅下面正好是有孔隙的岩层,而且孔隙中含有油,那么上面有锅扣着,下面又有水向上顶着,里面的油就跑不出去。向上运移的油气被倒扣的锅给盖住,油气就会进入锅顶位置聚集,形成了油气藏,这个倒扣的锅就是储油构造。从地面对准锅底打一个井眼儿,正好可以把锅里的油抽出来,这就是油井。果然,人们利用White提出的“背斜理论”指导,发现了大批的油田,大大促进了石油工业的早期发展。正是这个背斜理论,让地质学家们成了热门找油选手,很多美国地质学家转行成为石油大王。可以说,直到今天,背斜理论依然对油气勘探具有重要的指导作用。
埃弗雷特·李·德高里尔(EverettL.DeGolyer,1886—1956),美国石油地质学家,阿梅拉达石油公司创办者,美国石油地质学家协会的创始人之一。德高里尔,1886年出生于美国堪萨斯州的一所茅舍里,后到俄克拉何马州上学,就读于俄克拉何马大学地质系,尚未毕业就被美国联邦地质调查局局长推荐到墨西哥,受聘于英国人威特曼·皮尔逊的墨西哥之鹰石油公司。在墨西哥,德高里尔展示了非凡的才华,他定下的井位在1910年创造了世界奇迹,波特罗德拉诺4号井一天喷出原油多达15000吨,年产油540万吨,一口井的年产量超过一个大港油田。此后,德高里尔回到俄克拉何马大学继续完成了学业,并于毕业后再次回到墨西哥之鹰,担任总地质师。在墨西哥的坦皮科“黄金带”颇有建树。
1915年,德高里尔就提议成立美国西南部地质学会。1917年冬天,美国西南石油地质学会成立,这就是美国石油地质学家协会的前身。德高里尔本人当选协会1925—1926年主席,1950年被授予“SidneyPowers”奖。1919年,在墨西哥之鹰石油公司董事会主席考德雷勋爵的支持下,德高里尔回到美国,在特拉华州创办了阿梅拉达(Amerada)石油公司,自任总裁。凭借自身才华,公司创业的第一年就在塞米诺尔县钻探井52口,其中只有10口干井,公司的名声一炮打响。
为了更有效地寻找地下背斜构造,德高里尔参考前人成果,敏锐地意识到重力方法很有效,大有发展前途。于是在1922年,阿梅拉达石油公司首先引进了一套第一代重力测量仪——扭秤,而且马上到高产大油田“纺锤顶”油田上进行应用试验,并于1924年付诸实用,用重力法发现了纳希穹隆构造,证明了重力法是一种有效的勘探方法。他的朋友卡切尔也在进行地球物理方法的试验研究,1920年获得第一条两道的记录,显示出浅层的声波反射。
阿梅拉达公司20世纪60年代同赫斯公司合并为阿梅拉达—赫斯石油公司。20世纪10至20年代,重力勘探方法应用于石油工业,同时声波折射法也开始出现。德高里尔认定,利用声波技术勘探地下储油构造,将是石油工业的一场革命。德高里尔同卡切尔合作,创办了地球物理研究公司,致力于地震勘探仪器的研制开发,首先用电子技术改造了明特洛普的仪器,生产出当时最先进的折射法地震仪,创立了地质工程公司。20世纪30年代末,德高里尔同朋友麦克诺顿创办了德高里尔和麦克诺顿公司,成为世界上主要的石油工程咨询公司之一,该公司至今仍是世界上知名的石油咨询企业。
1930年,德高里尔把他们发明的反射地震仪拿到赛米诺尔台地上试用。这里地下有一个无信号区,反射地震记录表明,四周的地层都向这个无信号区倾斜,形成一只“大碗”。尽管四周打过一些探井,但全是干井,然而这个中心区内显示岩床隆起,是个不大的穹隆背斜构造,于是公司布了一口探井,当钻头钻进穹隆后就喷出了原油,这口井日产油量高达1096吨。
《美国石油工业史》称,这个小油田的发现,意义不下于“纺锤顶”万吨高产井大油田的发现,因为它使勘探家们拥有了一种新的重要手段,用以发现更多的油气田。实践证明,反射地震勘探技术是实用的先进找油技术。1930年至1937年,光是在俄克拉何马州,用反射地震法就发现了361个构造,这些构造都是背斜构造,其中146个出油。
德高里尔的另一个重大贡献是影响了二战后美国在中东的石油政策。当时的英国政府错误估计了中东的石油储量,他们一直坚称“中东无油”,认为阿拉伯半岛没有产油的希望。但美国政府却不信任英国政府的宣言,决定派人到中东去做一次实地考察,这个人就是德高里尔。1943年11月,德高里尔受命带领一个特别代表团到中东评价沙特阿拉伯和波斯湾其他国家的石油潜力。1944年1月22日,德高里尔回到华盛顿,并向美国政府提交了报告,这个报告使美国人陷入了震惊与惊喜。报告说:包括伊朗、伊拉克、科威特、沙特阿拉伯、巴林、卡塔尔在内的中东地区已探明的和可能的石油储量大约是34.2亿吨,其中沙特占20%,且据他估计这个地区的石油储量不止这些,可能高达410亿吨,20年后,事实证明了他的预言。德高里尔的调查报告加速了美国政府战略和政策的改变,导致了第二次世界大战后美国“门户开放”政策的提出,并取代英国在中东的主导地位。
德高里尔40岁时已经财富自由,不再热衷于赚钱,转而对墨西哥历史颇有研究,英国的不列颠百科全书曾请他撰写墨西哥历史上一位不太出名的将领的条目。晚年,他的兴趣又转向科学技术史的研究。此外,他创办了得克萨斯管弦乐团,还是《星期日评论》的出资人。埃弗雷特·李·德高里尔于1956年去世,享年70岁。
老君庙历史悠久,据史料记载,古玉门县东60千米的山中出产黄金,赤金堡一带的乡民常去祁连山中采金,发现石油河中也有金砂,一些人就在石油河畔淘金。由于此地远离村镇,淘金人只好在石油河谷的峭壁上挖掘洞窟栖身。他们在恶劣的自然环境中忍饥挨饿,终年劳作。为了乞求神灵的保佑,清同治二年,淘金人集资修建了一座占地15平方米的老君庙,庙内供奉着太上老君和土地神的塑像,他们到庙里烧香叩头,祈祷还愿。淘金人在淘金过程中,发现从河谷两岸峭壁的缝隙中渗出的石油可以照明取暖、润滑车轴,一些人遂以采集石油为生。他们在老君庙下的悬崖底部挖掘出形如锅状的油泉,待坑内油渗满后,用瓢将水面上的油撇到桶内,待储存到一定数量后,运往外地销售。民国初期,老君庙一带的石油开采已发展为合股经营,共有大小油泉41个,出油较多的有15个。新中国成立前的10年间,玉门石油产量占当时全国总产量的90%以上,奠定了中国石油工业的基础。
早期的油气勘探主要是在背斜学说指导下,围绕甘油泉液体油苗,以地面地质调查并结合重、磁、电等地球物理勘探技术为手段,寻找有利的背斜构造。
1921年至1932年期间,地质学家谢家荣、翁文灏、张人鉴、挪林、孙健初和地球物理学家翁文波等,先后在石油河一带完成了地质调查工作,并对老君庙、石油沟、大红圈、文殊山等构造进行了普查及详查,对地质构造进行了简要描述,提出了开采的步骤与方法,估计了油田面积和可采储量。
1935年年初,受中国地质调查所委派,孙健初负责青海、甘肃、宁夏地区的地质调查。通过这次调查,他有了一个更加宏大的目标:横跨祁连山,实现零的突破!那时还没有一位中国地质学者横穿过祁连山脉。他秉承着“巍巍祁连,万宝之山,中国地质学者的身影决不能缺席”的信念,经过两个多月的艰难跋涉,历尽千辛万苦,与同事横跨祁连山,向世人昭示:中国人开始认识这个“万宝之山”了!其间,他们绘制地图,采集标本,观察地层。之后,他们撰写的调研报告成为研究祁连山地质的重要文献,被评价为最可靠和权威的地质资料。根据玉门附近有油苗的论断,孙健初决心克服一切困难前往老君庙附近勘察。
1937年10月,孙健初与美国地质学家韦勒和工程师萨顿受中国煤油探矿公司筹备处聘请,在老君庙附近进行了石油地质调查。事后,他们共同署名向国民党政府行政院秘书长、资源委员会主任委员翁文灏提交的《甘青两省石油地质调查报告》,提出老君庙一带地质条件很好,有希望找到储量可观的油田的结论。经过翁文灏的努力,进一步探查老君庙一带石油资源的计划得到国民党最高当局的批准。1938年6月,资源委员会在汉口成立了甘肃油矿筹备处。
1938年12月23日,孙健初再次骑上骆驼,向老君庙进发。“酒泉西望玉门道,千山万碛皆白草”。寒风刺骨,沙土弥漫,道路艰险,都没有阻挡住他的脚步。经过四天的日夜兼程,12月27日,在严爽的带领下,孙健初、勒锡庚等一行人来到老君庙。他们在小庙旁支撑起蒙古包和帐篷,把小庙的右耳房作为厨房,在这里安营扎寨,开始了艰苦的勘察工作。冒着民族冲突的风险,他们在骆驼背上度过半年的荒郊野外生活,终于查清了玉门油矿的生油层、储油层和地质构造,并选择老君庙为试探点,获取了大量的第一手资料,为开发玉门油田奠定了坚实的基础。1939年孙健初等编写了《甘肃玉门油田地质报告》,指出老君庙构造为一完整的穹隆背斜,是一个极有价值的含油构造,并提出了详细的钻探
计划。
1939年3月上旬,第一台钻机运到老君庙。3月13日,玉门油田的开拓者、中国杰出的石油地质学家孙健初等人在玉门老君庙原址以北15米处确定井位,用人工方式打出了中国第一口油井,在古近系白杨河组甘油泉段红色砂岩中见大量原油,并于8月11日探得油层,当天石油产量达到10吨。这在当时是一个天文数字,年逾40岁的孙健初激动得流下了眼泪。为了这一天的到来,他和大家爬冰卧雪,顶风冒雨,度过了多少忙碌紧张的白昼,又度过了多少冥思苦想的夜晚。孙健初将该油田命名为老君庙油田,将这口油井命名为老君庙一号井,老君庙一号井是中国玉门油田的发现井,从而揭开了开发玉门油田的序幕。按他拟订的钻探计划逐步扩大勘察后,相继有3口井日产量超过200吨,充分证实了玉门油田是一个储量丰富、具有工业开采价值的油田。
1941年10月,老君庙东边坡上的1号井在钻遇油层时发生强烈井喷,最多时一天喷油约余吨。1号井的喷油不仅证明了老君庙油田是一高产油田,而且使甘肃油矿局当年的原油产量大大超过了原订的计划。因此,甘肃油矿局决定出资修葺老君庙,以兹纪念。1942年8月29日,国民党军事委员会委员长蒋介石专程到老君庙矿区视察,除参观了炼油厂、电厂、机械厂外,还视察了老君庙附近的几口油井,对员工们在如此荒凉偏僻的地方建起了油矿感慨颇多。后来随着越来越多的外国专家到矿工作、考察和矿上的工程技术人员陆续去国外学习,老君庙的名声逐渐远播海外。
1939年至1949年期间,对老君庙油田进行勘探开发,共钻井49口,探明可采储量1700.00万吨,共产原油52.40万吨,占全国同期产量的90%以上,是20世纪上半叶中国规模最大的油田。1953—1960年,先后在老君庙背斜周边发现了石油沟油田、白杨河油田、鸭儿峡油田和单北油田。
玉门油田的勘探开发,为抗日战争的胜利和社会主义建设贡献了巨大力量,同时,也为我国大规模勘探开发新油田积累了丰富经验,为现代石油工业的发展奠定了良好基础。
1959年,玉门油田的原油产量一度达到了年产140多万吨,为玉门油田年产原油最高水平,占当时全国原油总产量的51%,撑起了中国石油工业的半壁江山。在建设新中国第一石油工业基地的同时,玉门油田还为克拉玛依油田、青海油田、四川油田、大庆油田、胜利油田、江汉油田、长庆油田、辽河油田、华北油田、吉林油田、中原油田、吐哈油田等油田输送了10万石油技术骨干和4000多套石油设备。
新中国成立后,随着勘探程度的加深,老君庙油田的面积比新中国成立前扩大了4倍,地质储量增加了5倍,成为当时全国最大的油田。进入第一个五年计划时期,以老君庙油田为主体的玉门油田被列为全国156项重点建设项目之一,全国人民从人力、物力、财力等各方面对石油基地的建设给予了极大的支援,矿区面貌日新月异,高新纪录不断出现,中央人民广播电台和人民日报对玉门油田的建设情况作了多次报道,使老君庙誉满全国,毛主席也对其十分重视。1960年2月,石油工业部部长余秋里给党中央领导汇报石油战线的生产形势,当讲到玉门油田时,毛主席大声笑道:“不对,不对,叫老君庙油田,那地方叫老君庙。”毛主席对玉门油田原来的名称如此清楚,令余秋里十分惊奇和激动。
1966年8月,红卫兵破“四旧”,将老君庙拆毁,并把老君庙油矿改名为“东风油矿”。1970年6月7日,老君庙遗址一带发生地表塌陷,塌陷区长500米,宽150米,下沉最大深度达20米,河谷斜坡地带自上而下向河床滑动20多米。事后,为修复通往西山的公路和恢复油井生产,对地表进行了处理,老君庙的遗址埋入土中。
1980年1月,玉门石油管理局党委鉴于老君庙在玉门油田开发中的历史意义和影响,决定在原处重建,并于1981年建成。庙院占地面积127平方米,有正殿一间,内有彩塑太上老君坐像一尊,并饰有壁画。另有侧房两间,西侧房为休息室,东侧房有小型的老君庙油矿矿史展览。1998年8月28日,我国石油工业的老前辈、玉门油矿早期创业者之一、第三届全国人大代表、原石油科学研究院副院长、石油勘探开发科学研究院总工程师靳锡庚同志的骨灰,撒在了他生前魂牵梦绕的地方——玉门老君庙前。
岁月悠悠,玉门油田已经走过了85年的风雨历程。2004年,玉门油田工业旅游景区正式被国家旅游局命名为首批“全国工农业旅游示范点”,老君庙成为丝绸古道上一道靓丽的风景线。