（一）石油工業發展概況
十九世紀末，美、英等帝國主義國家開始在中國大肆傾銷石油產品，競相壟斷中國石油市場，以獲取高額利潤。他們在沿海口岸、內地城市設立“油棧”、“經理處”和“代理店”，銷售網點遍及中國城鄉，“洋油”銷售量不斷增加，石油及其產品的輸入量也迅速增長。如1923年，煤油進口值已占全部進口貨值的6.31％，僅次於鴉片和棉紗而居第三位。直到新中國成立前夕，煤油、汽油等石油產品的進口值一直占很大比例。中國的民族石油工業則發展遲緩，舉步維艱。
1912年，中華民國臨時政府在南京成立。臨時政府實業部下設礦政局，礦政局下設地質科，這是中國第一個地質行政部門。地質科長為章鴻釗。北洋政府成立後，實業部分成農業、工商兩個部，地質科屬工商部，科長由丁文江擔任。1913年1月，地質科改為地質調查所，主要從事地質科研和地質調查。1913年 10月工商部成立地質研究所，所長丁文江，後改為章鴻釗。地質研究所是我國第一個地質教育部門，它不僅培養了我國數十位著名的地質人才，而且為中國的地質調查作出了卓越的貢獻。其中如翁文灝、謝家榮等在石油地質研究和石油開發等方麵都取得了積極的成果。
美國美孚石油公司在中國陝北勘探石油失敗後，中國的地質學家並沒有氣餒。地質學家李四光於1923年在《現代評論》上著文指出：“美孚的失敗並不能證明中國無石油可辦。”地質家謝家榮1934年在所著《石油》一書中亦說：“中國未曾鑽探之處尚多，倘能依據地質原理，作更精密之探查，未必無獲得佳油之希望，故一隅之失敗，殊不能定全局之命運耳。”李四光在英國伯明翰、劍橋等大學講授《中國地質學》時又提出，在中國華北平原“通過深鑽和地震的方法，可以揭露出有重要價值的沉積物”。
1935年，國民黨成立資源委員會，委員長為翁文灝、副委員長為錢昌照，該委員會隸屬經濟部領導。鑒於抗日戰爭的急需，翁文灝急切想開發我國石油，於1932年派地質調查所地質師王竹泉、潘鍾祥到陝北進行地質調查。兩位中國地質家更正了美孚石油公司地質人員對該地層的錯誤劃分，並發現了永坪、延長的儲油構造，在延長、永坪確定了20個井位。於1934年春成立了陝北油礦探勘處，孫越崎任處長。從德國、美國購進鍋爐、鑽鋌、鑽具等器材，在上海裝配成了三套200米汽動頓鑽鑽機，從上海用火車運抵太原。陝北山路崎嶇，隻能用人抬、驢馱，一路艱難跋涉，將鑽機分別運到延長和永坪。在延長鑽了4口井，其中101井在井深100多米處鑽遇旺油，初期日產1.5噸，後減為150公斤。其他井平均日產20—50公斤不等。在永坪鑽了 3口井，其中203井日產油50餘公斤，從此發現了永坪油田。這是有史以來，中國人第一次自己定的井位，也是第一次自己打出了石油。在此同時建立了中國第一支鑽井隊，人數為100人。
1935年10月中央紅軍到達陝北。在邊區政府的領導下，成立了延長石油廠，廠長為陳振夏。軍工局派來第一科科長兼工程師汪鵬，他在資料缺少的情況下進行了細致的調查，發現了七裏村油田，當時在七裏村確定了 5個井位，後共鑽生產井13口，獲旺油井6口。其中，七1井井深87米，初期日產原油高達96噸，被職工稱為“起家井”。1943年，延長石油廠創造了原油年產1200多噸的新紀錄，相當於1935年前延長油礦14年原油產量的總和。延長石油廠的原油和石油產品解決了陝甘寧邊區各機關、團體的照明用油和八路軍後方運輸用油，為抗日戰爭作出了重要貢獻。
1937年10月成立四川油礦勘探處，處長王檠。並首次使用購自德國的旋轉式鑽機。但德國造魚尾鑽頭不適用，後改用美國硬岩鑽頭，在潘鍾祥確定的四川巴縣石油溝一號井（簡稱巴1井）開鑽，於1939年11月獲得天然氣流。後來開始鑽巴2井，用巴1井的天然氣作為內燃機動力燃料，第一次試驗即獲得成功。此井鑽至1002米深時，因鑽機調往玉門而停鑽。
抗日戰爭爆發後，海運被封鎖，“洋油”斷絕了來源。國民黨政府為了抗日戰爭的需要，開發了玉門油礦。這是舊中國最大的油礦，它不僅規模大、產量高，而且也是工藝技術比較先進的一個油礦，被稱為“中國石油工業的搖籃”。
玉門油礦於1938年開始勘探，1939年8月鑽遇第一個油層（被稱為K層）。接著又鑽了幾口深井，鑽遇第二個油層（L層），這是老君廟油田的主力油層，壓力較大，三口井都發生了井噴，後來得到控製，開采成功。自1939年到1949年，共鑽井48口，鑽井進尺26.174米，累計生產原油524.353噸。1949年，玉門油礦天然原油產量達69159噸，占同年全國總產量的95％以上。
1936年，新疆省政府與蘇聯政府商定，聯合開采獨山子油礦，後協定期限為25年。雙方各設一套班子，中方廠名為獨山子煉油廠，蘇方廠名為獨山子石油康賓納（即聯合企業）。蘇聯派鑽井技術人員運來旋轉式鑽機，從1936年到1942年共鑽井33口，這些井初產原油較旺，日產原油40—80噸，最高日產曾達110噸。1942年原油年產量達6900多噸。1942年盛世才投靠國民黨，推行反蘇反共政策之後，蘇方於次年撤走鑽機和人員，封閉油井，致使生產陷於停頓。1944年甘肅油礦局接辦獨山子油礦，修複部分油井，但不到一年又停產。當時還從玉門老君廟油礦調來美製艾迪爾—30型鑽機一部，但未鑽新井。此後一直到1949年新疆解放，獨山子油礦大多處於土法開采的狀態。
中國近代石油加工能力也是很薄弱的。1949年前，僅有玉門、大連、錦西、高雄等4座煉油廠。而抗戰期間，除玉門煉油廠外，其他三座都在日本占領區內。1938年至1945年，國民政府為解決石油產品匱乏，曾先後在四川、雲南的產糖地區，以糖為原料設立酒精廠62個，生產酒精以代替汽油。後因糖料不足，又以桐油、菜籽為原料，裂解製取燃料油。如新建的重慶動力油料廠，在1939年到1944年期間共生產汽油20.09萬加侖，柴油75. 8萬加侖，機油8.75萬加侖。但是由於原料缺、成本高、產量少，對解決抗日戰爭時期的缺油問題，隻不過是杯水車薪而已。
日本侵占中國台灣後，進行了掠奪性的開采。在台灣開采了出磺坑、錦水、竹東、牛山、竹頭崎等地的石油與天然氣。從1895年到1945年共采出原油16萬噸，最高產量為1927年的19500多噸。後來，台灣油氣日產量急劇下降， 1937年產量下降為 4300噸，1944年又下降到2700噸。1931年九一八事變後，日本帝國主義又大規模開采東北的煤炭和油頁岩資源，發展人造石油工業。在撫順、錦西、樺甸、四平、錦州、吉林等地建立了7個人造石油廠，生產能力達 22. 7萬噸/ 年。從 1931年到 1945年，共生產人造石油279萬噸。1945年抗戰勝利後，國民黨接收大員盜賣東北各石油廠設備，以致解放後除錦西廠經修複能生產外，其他各廠幾乎都成為廢墟。
中國近代石油工業，從1878年在台灣出磺坑用新式機器鑽鑿的油井算起，到1949年，整整經曆70年。70年中，鑽井134口，總進尺63973米，生產天然石油67.71萬噸，人造石油232.41萬噸，生產天然氣約117000萬立方米。據統計，1948年，我國原油生產能力為17.5萬噸（其中天然石油8.8萬噸，人造石油8.7萬噸），原油加工能力140萬噸，汽、煤、柴油產量29000餘噸。石油職工有16000人，其中工程技術和管理人員1700多人，而石油地質勘探技術人員僅48人。毫無疑問，這種狀況同中國這樣一個地域遼闊、資源豐富的國家是極不相稱的。
（二）石油勘探、開采、集輸工藝的發展
1.勘探方法及成果。
中國最早的勘探方法是踏勘。中外地質工作者根據古籍的記載和某些地方名稱有石油含義的信息，去查看油苗和地層的露頭。他們根據地層的露頭分析油層的地質年代，用簡單的平板儀器測出等高線，再製作出地質圖和構造圖。
1939年，玉門老君廟油田始用鑽井方法勘探。同年，由英回國的翁文波首先采用地球物理方法勘探了四川巴縣石油溝1號井。
1945年7月，甘肅油礦局在礦物地質室組建了我國第一個野外重力、磁力測量隊，翁文波任隊長。後來發展成兩個隊。他們在外國公司協作下，進行過航空測量。從1939年到1949年共11年間，翁文波和他的同事們共找到了9個適宜於儲油的構造。1947年，中國石油有限公司與美、英3個石油公司組成聯合調查團，曾對青海柴達木盆地及玉門地區進行過航空攝影，以勘探石油。
中國人調查陝北石油地質，最早的當推地質調查所的王竹泉和潘鍾祥。他們曾數次前往陝北調查，對該油田的地質、構造、油層及油頁岩等，都有重要的發現。
王竹泉和潘鍾祥幾次調查陝北油田之後，寫成《陝北油田地質》一文。1934年7月陝北油礦勘探處成立，根據他們的資料定出7口井。4口在延長，其中有一口深井打出高產油流。3口井在永坪，其中也有一口打出旺油。從此發現了永坪油田。
1942、1943年，黃汲清在新疆獨山子、南疆進行實地調查，1943年10月寫出《新疆油田地質報告》。在這個報告中，他提出了兩個重要的論點：一是“陸相生油論”，即陸相地層也可以形成有工業開采價值的生油層。他認為陸相侏羅紀地層是新疆重要的生油層之一。另一個是“多期多層含油論”，即大型含油盆地一般總具有好幾個不同時代的含油地層。這是“多旋回成礦論”的雛形。這兩個論點的正確性，都已在解放後的石油地質普查和勘探工作中得到驗證。
1938年，國民政府資源委員會設置甘肅油礦籌備處，並派地質學家孫健初到玉門進行石油地質勘查工作。孫健初一行查明該地區的生油層、儲油層及地質構造後，認為玉門“油田生油之地層屬於白堊紀”。孫健初認為白堊紀地層除窯街係為海相外，其他均為陸相。窯街係是主要生油層，儲油層則以梨園口係、白楊河係為主。
為了進一步了解玉門油田的地質情況，他們除做地麵地質調查外，還依靠陝甘寧邊區延長油礦支援的頓鑽鑽機，開始鑽鑿深井。第一口井於1939年8月鑽到88米深時遇到油層，產油量每天達10噸左右。接著按孫健初所定井位又鑽了7口井，鑽遇L層，打出高產自噴井，其中4井和8井發生強烈井噴，證明孫健初的地質判斷是正確的。
2.近代鑽井工藝技術的運用。
（1）選用鑽頭和合理的鑽井參數。
四十年代後期，玉門老君廟油礦在鑽井工作中，總結出要根據不同的地層選擇不同的鑽頭。一般鑽鑿軟地層用刮刀鑽頭，鑽鑿硬地層用相應的牙輪鑽頭。
在使用旋轉鑽機鑽井中，還注意到鑽井時加在鑽頭上的壓力和轉盤的轉速等參數。如玉門老君廟油礦規定，轉盤轉速應根據鑽頭種類及地層情況，分別采用每分鍾70轉、120轉和200轉三種不同的轉速，通常為120轉左右。鑽頭壓力應根據地層、鑽頭尺寸和型式，鑽杆尺寸、鑽鋌重量、泥漿質量和所要求的井身垂直度而定。
（2）對泥漿的認識與改進。
泥漿，被人們稱為鑽井的血液。它對鑽井、采油的重要影響越來越被人們所認識。
1941年，玉門老君廟油田在鑽井時已懂得使用重泥漿製服井噴，他們用重晶石、坩子土磨製石粉，用以配成泥漿，製服了井噴。但因泥漿比重大，汙染並堵塞了油層，給以後采油工作帶來較大影響。
為了改進泥漿的質量，1946年老君廟礦場工程室內設立了泥漿室，這是我國第一個泥漿研究機構，負責人是黃先馴。1947年，黃先馴試用五倍子熬製單寧酸作為泥漿稀釋劑。1948年他又配製成澱粉泥漿，後在鑽23井時使用性能良好，改善了對油層的損害。
台灣油礦勘探處為了提高鑽井泥漿質量，曾以當地的相思樹皮和番石榴樹葉煮液，經濃縮後作為泥漿稀釋劑使用，代替單寧酸。又利用海藻煮液加入苛性鈉成為藻酸鈉後摻進泥漿中代替膠質物質，以調整粘度、穩定泥漿。台灣嘉義溶劑廠，在1947年已能生產單寧酸，但產量有限，價格昂貴。
玉門鑽井泥漿室又進一步對泥漿中的幾個複雜問題如失水量和泥餅對油層出油的影響等進行過深入研究，並對含砂量、pH值、粘度等泥漿指標作出了具體規定。當時還懂得了根據不同地層靈活掌握泥漿的比重。
1943年，玉門老君廟油礦開始使用泥漿攪拌機，增添了泥漿儲罐、泥漿槍、泥漿篩等設施。
（3）測試及取岩心。
玉門油礦在鑽井過程中十分重視地質資料的收集工作。除了由值班員每鑽一米取一次砂樣和記錄油氣顯示之外，還十分注意測井和取岩心，以獲得地層性質、油層厚度、油層上下有無氣層和水層等比較齊全的資料，用來決定完井的方法，規定套管應下的深度。
人們稱測試（亦稱電測）是“地下的眼睛”，在玉門油礦的鑽井、完井過程中，它起到了重要的作用。
1947年夏天，中國石油有限公司探勘室在玉門油礦成立了我國第一個電測站，站長劉永年。這個站當時隻有四五個人，器材也非常缺乏。他們就自己動手焊了1部手搖絞車。把3根較粗的電工皮線用麻繩、膠布捆起來當做電纜使用，每隔1米捆一下，當作深度記號。再用一些普通的電工儀表和1個自製的電流換向器，連成1個簡單的電位計。後來，他們找到了1台照相示波儀和1隻精密度較高的“0”位檢流儀，做成了1台半自動電測儀，這算是當時比較先進的測井儀器了。
1949年春天，玉門油礦電測站王曰才等留學生和大家一道，終於製成了我國第一個同軸直流放大機，並用它同原來的照相示波儀配套，製成了我國第一台自動電測儀的雛形。並用它在老君廟油田的1—22井和l—15井進行電測，下井一次同時測出兩條電阻曲線和一條自然電位曲線。在新中國成立後，玉門電測站仍然使用那套半自動的電測儀來擔負測井工作。
取岩心始於四川的巴1井，但未獲成功。玉門油礦1941年從高炕、萍鄉、湘潭等煤礦調來3台旋轉式鑽機後，就有了取岩心的技術手段。而從德國、美國購置的鑽機均附有取心鑽具。1945年，在老君廟油礦，一次取出岩心最長為2.49米。
運用電測測試地層，取岩心和岩屑直觀資料，進行綜合分析，對地層判斷是比較準確的，對確定一口井有無開采價值，下套管與否以及確定完井，具有良好的效果。
3.油田開發與采油工藝技術。
從1945年起，油田地質研究陸續展開，於1946年在老君廟礦場工程室內設置了研究室，這是我國最早的一個采油研究機構。當時主要研究課題及成果有：
（l）油田的地上應服從地下，研究老君廟地下構造，各產油層彼此關係。後來在鑽井過程中取岩心、岩屑，從岩心中觀察岩心的孔隙度、滲透率及飽和度，並用來推算總的儲量，定出各井的產量。
（2）油田的動態，是氣驅動還是水驅動，以及油層壓力、溫度發生的變化及其影響。要求采油工每天量油、測氣壓和溫度，並定期化驗油的成分。1949年2月，一張化驗抽樣單上顯示老君廟油田原油含水。這是一個重要發現，並由此確定油田的動態是水驅動類型，從而為後來油田補充壓力，進行注水開發提供了寶貴的資料，改變了過去認為是氣驅動油田的認識。
（3）各井的性能及增產措施的研究。
老君廟油田的原油含蠟百分比較高，在生產過程中油管經常結蠟，影響原油流出。解決辦法是利用絞車將鋼絲繩連著刮蠟片下入油管中清蠟。每天都要清一次。此外還加強了修井作業。油井由於出現砂子蠟堵塞，必要時采用熱油衝洗井。為了加強修井工作，油礦還專門成立了一個修井隊。
由於當時國外技術信息不暢通，因此這些工藝技術隻是在實踐中通過不斷摸索而尋找出一些比較科學的方法，且為以後采油工藝技術的進一步研究奠定了基礎。
4.油氣集輸工程。
油氣集輸是油田開發中的一個重要環節。隨著油氣開發的發展以及為滿足提高煉油質量的需要，中國近代的油氣集輸工程也逐步形成並完善起來。
關於最早的陝北油礦集輸狀況，1931年出版的《礦業周報》記述道：“汲出之水及油，均流入分油槽，該槽上下三洞，水由下洞流入分水池，油由上洞流入油槽。分水池中積之日久，表麵分出原油，亦導入儲油槽，而儲油槽之底部，日久亦有若幹水量，必須汲出。官廠儲油槽五座，可儲原油五萬餘斤。”儲油槽係用鐵板製成，每座容油百擔。“用手搬唧油機，以二十英尺鐵管導入煉廠，直接流入一號煉釜。”由此可見該油池雖“土”，但卻起到了分離油水的重要作用。
玉門的油池開始極為簡陋。1939年油井出油後，才從遠處運來5000塊磚修了個露天“土”油池。上麵覆蓋著蘆葦，冬天嚴寒油凝固，夏天烈日油散發，並且有發生火災的危險。1942年8月，玉門山洪爆發，洪水流到油池，造成原油橫溢，流到山下的子弟小學、家屋住宅，又流到了夥房。油觸火即燃，釀成火災，損失慘重。
經此慘痛的教訓，玉門放棄了明溝和露天油池，改用管道和油罐。但原油出井還攜帶天然氣、砂和水分。這樣一來，雖然減少了原油的蒸發，保障了油區的安全，但殘留在管線中的砂子及殘油卻要經常清洗，且容易引起管線的熱脹冷縮，同時也沒有解決煉廠用原油的質量問題。1944年翁文灝之子翁心源從美國學習儲運管道工程歸來。在他的指導下，玉門修建了第一條從油田8井到四台煉廠的輸油管線，並建成了兩個選油站。選油站裝置儲油罐3個，沉砂器和分離器各兩個。其中一個選油站的分離器是從美國進口的，另外一個選油站的分離器是自己用木頭製造的。為解決冬季保溫問題，他們在輸油管線旁另設一條蒸汽管線。選油站投產後，不但提高了原油的質量，而且分離出的天然氣可供生活取暖和做飯。
到了1948年，玉門老君廟油田的輸油管線，由地上改為埋藏在地下，建成了更趨合理的環形輸油管線，集輸流程逐步完善。
① 《陝北油田地質》刊於《地質匯報》第20號（1933年出版）。
② 此報告於1947年由地質調查所編為《地質專報》甲種第21號出版。
