“纺锤顶”开创美国现代石油工业

“纺锤顶”开创美国现代石油工业

假如你在1901年1月1日，问一个博蒙特人印象最深的事儿是什么，他们会说是Galveston加尔维斯顿风暴（美国历史上最致命的飓风）或者是新世纪的到来。但是假如你在1月10号以后再问同样的问题，答案只有一个：纺锤顶高地石油大喷发。1901年，德州博蒙特钻出了“卢卡斯喷井”，继而发现了纺锤顶油田，它的日产量超过了当时全世界所有其它油田的总和。纺锤顶开创了美国现代石油工业，也永远地改变了美国工业和交通运输业的未来。

博蒙特博物馆，仿真卢卡斯井架

一、纺锤顶诞生的时代背景

自从1859年8月27日宾夕法尼亚州Titusville泰特斯维尔石油溪上打出了Drake德雷克油井以后，美国各地掀起了找油热潮。往后的40年里，从宾州邻近的纽约州、俄亥俄州、肯塔基州、田纳西州、伊利诺伊州开始逐步向中西部扩展，在堪萨斯州、科罗拉多州、得克萨斯州及西海岸的加利福尼亚州先后发现了油田，并陆续投入生产。

德州濒临墨西哥湾，是一片大平原。19世纪80年代中期，德州州长 O M Roberts任命一个技术委员会专门对德州的地质资源进行调查。六个月后得出的结论是：德州没有石油资源。罗伯茨斥责这份 告是在胡说八道，并随即解散了这个委员会。

1894年，人们在盐丘上寻找硫磺时偶然发现了德州的第一个油田Corsicana科希堪纳油田。这个小油田虽然产量很低，最高年产量才50万桶，但是它对德州及其他类似地区的石油勘探却具有重要的意义。一是当时的石油地质学尚处在起步阶段，以往几十年的石油勘探都只是沿着油苗附近的河谷和山沟找油。在大平原上发现油田，这还是第一次，而且以事实否定了德州无油的论断。二是科希堪纳油田培养了一大批技术人才，发展了许多钻井技术，尤其是大量使用旋转钻机来钻井。没有旋转钻机，就发现不了后来大名鼎鼎的“纺锤顶”油田。

二、纺锤顶先驱：帕提罗·希金斯

　　德州休斯顿以东100多公里有个博蒙特市，南边4英里有一个被称为Spindletop纺锤顶的地方，当地人叫它大山，只不过是个比周围平原高出4．57米，直径大约1．6千米的高地。这块地方有几个怪异的现象：一是有一种难闻的臭味；二是水坑里的污泥可以给牲畜治虱子和疥癣；三是有一些气苗露头，顽皮的男孩子们喜欢点火玩。

第一个想到在大山上找油的先驱者名叫Patillo Higgins帕提罗·希金斯，一位机械工人的儿子，只有一只胳膊，没有受过正规教育，完全通过自学成才。19世纪80年代中期，他认定博蒙特将会成为一个港口城市，就打算开办一家砖厂。于是他只身到宾州、印第安纳州、俄亥俄州、新纽约州等地考察那里的砖厂，学习制砖技术。他发现许多砖厂采用最便宜的燃料天然气烧砖，而那些地方的石油天然气都是在有油气苗的地方打出来的。希金斯想起了家乡的大山，有一天他带着主日学校班级去野炊的时候曾经发现那里有石油和天然气渗出。为什么不能在大山上找油找气呢?科希堪纳油田的发现，更坚定了他的信念。

帕提罗·希金斯（1863–1955）

希金斯回到博蒙特后，竭力向当地官员作宣传，鼓动他们在大山上勘探石油。1892年8月24日，在希金斯的负责下，政府官员合资创办了Gladyscity Oil Company格拉迪斯城石油公司，公司的名字取自希金斯最喜欢的主日学校学生的名字。

希金斯主持创立了格拉迪斯石油公司

1893年，希金斯筹集了一笔钱，聘请瓦特·夏普打一口1500英尺深的探井。夏普带来一台轻型钻机，据说曾经在达拉斯打过1500英尺深的水井。然而这台钻机打到127米深，钻进了易坍塌的页岩层，无法继续钻进，第一口探井宣告失败。

　　1895年，希金斯重新筹措了更多的钱，聘请萨瓦奇兄弟用顿钻来打井。这两人也很倒霉，只钻到167米就遇到易坍塌的地层，第二口探井很快就 废了。投资者们对他失望透顶，希金斯黯然离开了格拉迪斯公司。投资者们直接雇用萨瓦奇兄弟，让他俩承包第三口探井。可是这口井更糟，还没有钻到上一口井的深度就失败了。

希金斯特地把德州的一位地质师请来现场考察。此人说不出什么理由就下结论不会有油，而且还在本地唯一的 纸上发表文章，劝说人们不要在博蒙特找油。希金斯虽然没有丧失信心，但是他却没有钱，格拉迪斯城石油公司也不再支持他。他就向东部一家做广告的杂志写去一封信，宣传他的想法，他相信美国工业燃料很快就会从煤炭转变为石油。他仅仅得到一封回信，此人就是第一口万吨井的发现者Anthony F Lucas安东尼·卢卡斯。

三、传奇工程师安东尼·卢卡斯

卢卡斯是一位思想活跃，有理想，有主见，有科学素养又敢冒风险的矿业工程师。他本是奥地利人，在Graz格拉茨大学工业学院学习，毕业后获得了工程师资格，当上了奥地利海军的一名上尉，后来移居美国，把他的姓由Lucic卢切奇改为Lucas卢卡斯。他起初曾在一家木器厂工作，还设计过一台新锯床；后来在科罗拉多州搞过黄金勘探；又在路易斯安那州的盐矿上从事岩盐和硫磺的资源勘查与评价，主持打过一口2100英尺的深井，曾经在一些井中发现过石油。这些年里他不仅积累了丰富的钻井知识和经验，而且发现石油的分布和岩盐、硫之间有一定的联系。希金斯登的广告使他发生了兴趣，他就来到博蒙特同希金斯合作。

安东尼·卢卡斯（1855-1921）

“我来到德州博蒙特，在Lafayette拉斐特西边大约70英里。我被一块儿高地吸引了，后来知道当地人叫做大山，也就比周围的平原高了大概12英尺。它吸引我的原因一个是它的特殊轮廓显示下面可能有一个初始发育的圆顶，另一个是山顶有硫化氢渗出。”

　　卢卡斯向格拉迪斯城石油公司租下了大约600英亩土地，先支付了11050美元，签完合同又支付了20100美元。他答应要是找到石油就分给希金斯10％的权益。

　　1899年7月，“大山”上的第4口探井开钻了。卢卡斯从路易斯安那州的盐矿上买来一台钻机，本来预计几个星期即可完钻，但是事情进展并不顾利。六个星期后打到183米就遇上了松散的砂层，发生严重卡钻，油井被迫 废。但是井下毕竟见到了几加仑绿颜色的重质原油，这使卢卡斯见到了希望。第一次钻探的失败让卢卡斯在经济上陷入了困境。好在他贤惠的夫人始终坚定地支持他，这位佐治亚州政府一位部长的女儿，变卖一部分家具来维持一家人的生活。

　　卢卡斯不得已向洛克菲勒的标准石油公司求援。洛克菲勒派了一名石油开发专家卡尔文·佩恩来现场考察。佩恩到过罗马尼亚、俄国、婆罗洲和苏门答腊，也去过美国几乎所有的油田，但是他的考察结论却是悲观的。他向公司汇 说，在德州东南部平原上找油是没有希望的。他劝告卢卡斯：回盐矿去吧！别再浪费时间了。就在这时候，美国联邦地质调查局的Willard Hays威拉尔德·海斯博士也来到了博蒙特。卢卡斯前去向他求教，可是海斯博士同样认为海湾平原下松散的沙子和黏土里是找不出石油来的。

　　卢卡斯找油事业的唯一的理论支持者是德克萨斯大学的一位地质教授William Battle Phillips巴特尔·菲利普斯。这位教授对现场进行了一番考察，还仔细观察了油样，对卢卡斯说：虽然我还拿不出充足的理论根据来，但是我相信你是对的。菲利普斯教授给卢卡斯写了一封推荐信，让他去找匹茨堡的一位石油业主约翰·盖利，相信会得到此人的支持。

John H．Galey约翰·盖利和他的合伙人James M．Guffey詹姆斯·葛菲是当时美国小有名气的石油勘探家。两人合作得非常融洽：葛菲衣冠楚楚，有政治家风度，外号“上校”，善于筹集资金，而盖利则拥有丰富的找油实践经验。他们在宾州和堪萨斯州都找到了石油，再通过开发油田，把形成的资产卖给标准石油公司。1894年发现和开发德州科希堪纳油田时，他们二人也是受益者，因为觉得德州石油没什么前途，他们1899年离开德州，返回了宾州。盖利与卢卡斯一拍即合，完全支持他的想法。考虑到七年来的曲折和失败，他们认为光是在大山顶上这一小块地方干是不行的。他们二人愿意集资30万美元，让卢卡斯回博蒙特，把大山周围的6000公顷土地租下来。如果勘探成功，卢卡斯可以分享八分之一的权益。但是，必须打好第一口探井，一旦失败他们就不干了。卢卡斯愿意承担风险，虽然他可能为此倾家荡产。

四、“卢卡斯喷井”开钻

　　1900年，他们回到博蒙特，葛菲带来了从匹茨堡银行家安德鲁·梅隆借到的30万美元，盖利选中一个臭泥坑作为井场。他们聘请打井专家El Hamill艾尔·哈米尔和Curt Hamill喀尔特·哈米尔兄弟负责打井，让卢卡斯作为现场总负责人。

　　哈米尔兄弟用船从科希堪纳油田运来一台旋转钻机。1900年10月正式开钻。他们把10英寸的表层套管下到6米深。再用8英寸套管当钻杆打到50米。他们在技术上的第一项创新是为了对付疏松砂岩层，使用泥浆代替清水作钻井液，以加固井壁，减少坍塌。为了把泥浆搅拌均匀，他们赶着牲口在泥浆池里来回走。

在50米处遇到了砂砾层，泥浆严重漏失。他们于是进行了第二次技术创新：把8英寸套管用冲击法打下去，同时通过4英寸钻杆周期性地向井下泵入泥浆进行冲洗，以利于套管下坐。他们苦干了两星期，才把套管下到87米处，下面就是黏土质的页岩层，恢复了正常钻进。

打到196米以下进入了气层，带着压力的天然气，在钻杆里顶着泥浆柱往上涌。泥浆泵无法停下来，所以也不能接单根，即加接钻杆。聪明的工程师卢卡斯做出了又一次技术创新：发明了回压阀。他做了两个圆片，大圆片中间开一个2英寸圆孔，小圆片的直径大于大圆片的孔。两个圆片用铰链组合起来，安在最下面一个钻杆接头上。泥浆从上而下流向井底时，小圆片向下打开通道；停泵时，小圆片盖住大圆片的孔，井底的泥浆不至于被井底压力顶着上涌。由于采用了回压阀，卢卡斯和哈米尔兄弟顺利地钻穿了气层。在以后的六个星期里钻进了91米。

　　1900年12月10日，艾尔·哈米尔当班。他凌晨3点钟上班，发觉泥浆泵运转得轻松了，转盘转动也轻快了，很快泥浆槽里开始出现原油。天亮后其他人上班来的时候，井里已经返出大量原油。卢卡斯立即给在匹茨堡的盖利发去电 。根据在科希堪纳油田的经验，哈米尔兄弟估计这口井的日产量不会少于50桶。但是盖利却不允许完井投产，要求他们按原定计划继续向下钻进91米。为此，他们把6英寸套管下到268米，封掉这个疏松砂岩油层，再用4英寸钻杆继续往下钻。

为了让大家回博蒙特去欢度圣诞节，12月24日停下了钻机，全队放假。1901年1月1日重新开工，到1月8日又钻进了43米，在310米处，鱼尾钻头开裂，驱动链崩断，钻机只好停下来。卢卡斯从科希堪纳油田上买来新的钻头和链条，1月10日重新开动钻机。但是当钻具下到213米左右时，巨大的井喷发生了。先是地面一阵颤动，井里喷出了泥浆。当班的喀尔特·哈米尔全身都是泥浆，跌跌撞撞地从井架上爬下来。突然，轰隆一声，重达6吨的4英寸钻具飞上了天空，撞过钻机天车，摔落在地上，拧成了麻花。钻工们四散奔逃。过了一会儿井场却平静下来了。哈米尔兄弟带着助手们连滚带爬地回到钻台上，开始用铁锹清除钻台和钻盘上的污泥。几分钟之后突然从地下传来隆隆响声，井口像火山喷发一样，先喷出泥浆，随后形成6英寸粗的高大油柱冲向空中，夹杂着井底飞出来的石块，高达150英尺，50多米。巨大的喷油轰动了附近村庄，几十分钟后，成百上千的居民涌向大山去一睹这史无前例的奇景。卢卡斯也被这一情景惊呆了，激动得同钻工们拥抱起来。

博蒙特格拉迪斯博物馆纪念：卢卡斯喷井

纺锤顶望着她的喷井

1903年，亚伦·阿里昂在亚麻布上创作的粉蜡笔画

在9天时间里，这口井把大约80万桶，约11万吨原油从1010英尺深的地下喷向天空，平均日产量达8～10万桶，是世界上第一口日产万吨的特高产油井，相当于当时全美国日产量的一半。经常周围的原油越聚越多，卢卡斯急忙组织人们在周围筑起一道土堤，很快就形成了一个巨大的石油湖。到了第十天，卢卡斯和哈米尔兄弟终于把井口装置安装好。这是世界上第一个高压井口装置，也是第一棵高产的Christmas Tree采油树。

从纺锤顶开始，采油树成为控制井口的常用装置

正当先驱者们陶醉于万吨井的欢乐中时，3月3日，附近铁路上火车头喷出的火星引发了“石油湖”上的一场大火，一时间黑烟滚滚。幸而油井的地势较高，湖中积存的原油已经不多，人们很快用砂土把它覆盖下去。大火刚被扑灭，第二口井，另外一个勘探商波蒂打的油井喷油了，喷势几乎跟卢卡斯井一样。

希金斯在附近另一个高地上买了13．3公顷土地，也开钻了一口井并且成功地喷出原油。希金斯把这个高地叫作Spindletop纺锤顶，纺锤顶成了这个高产新油田的名字。不过希金斯运气不佳，他此后打了几口井却都是干井。盖利的第二口，第三口井也都喜获喷油。纺锤顶上先后出现了六口特高产井，日产量几乎等于当时全世界的石油日产总量。

纺锤顶引发了狂热的石油大开发，井架如同雨后长蘑菇般密密麻麻地矗立起来。有的地方井架紧挨着井架，人们可以脚不沾地地从一个钻台跨上另一个钻台。到1901年底，纺锤顶油田一共投产了138口油井，大多数都是高产油井，美国的原油产量重新超过俄国而成为世界上最大的产油国。

可惜好景不长，这种蜂拥而上掠夺式的开采使纺锤顶油田不到两年就衰落下来，六年以后这里能产油的井已寥寥无几。一直等到1925年，有人继续向地下钻探，在789米深处打开了另一个油层，才使这个曾经享誉一时的油田恢复青春。

博蒙特纺锤顶-格拉迪斯博物馆

五、纺锤顶开创新时代

1901年，“卢卡斯喷井”全年生产了359万桶原油，1902年的年产量达到惊人的1740万桶。纺锤顶巨大的产量让油价从2美元跌落到不足25美分。传奇石油人Michel T Halbouty在《改变了世界的纺锤顶石油大发现的故事》一书中写道：纺锤顶油田改变了整个世界，改变了全世界人们的生活方式。重新激活了工业革命，让美国成为世界一极；通过汽车工业革命改变了交通运输业，开创了液体燃料新时代，开创了世界能源历史上最伟大的时代。

这座25英尺高的纪念碑建立于1941年，碑文上写到：

20世纪的第十天，人类文明的新纪元开始了。

　　六、纺锤顶催生群雄逐鹿

纺锤顶油田的井喷打破了洛克菲勒的标准石油公司对美国石油业的垄断地位。从这里兴起了一批新的石油公司，成为它的竞争对手。

纺锤顶油田的技术创新为加州石油产量的提升铺平了道路，

也催生了一批新的石油公司

　　葛菲和盖利的三口特高产油井陆续投产，匹茨堡的梅隆财团于是同意出资150万美元成立Guffey Petroleum葛菲石油公司，并拥有一半股权。葛菲石油公司建设了一条输油管线，还在阿瑟港建造了一座炼油厂。一年以后葛菲石油公司更名为Gulf Oil Company海湾石油公司，归威廉·梅隆领导。这就是20世纪五六十年代曾称雄过世界的“石油七姐妹”之一的海湾石油公司。葛菲发了大财，成了石油大老板，而盖利拿到37．5万美元和海湾石油公司一部分股票，卢卡斯得到40万美元和1000股股票，不久以后他就退休回到华盛顿特区。

　　科希堪纳油田的发现者和开发者之一的卡里南买下了新油田的一批产油井，并在阿瑟港建立了一家炼油厂，创立了Texaco德克萨斯石油公司。这家公司日后发展一帆风顺，也成为“石油七姐妹”的一员。

　　 1886年，Joseph Newton Pew家族创办了Sun Oil Company太阳石油公司，在俄亥俄州经营炼油和油品销售。纺锤顶油田喷油后，它大量收购低价原油到东海岸地区销售。当时原油产量非常之大，原油价格直线下降，最便宜的时候一升只值3美分，而饮用水却是6美分。后来太阳石油公司买下一些产油井，有了自己的原油生产，还在费城开办了炼油厂，逐渐进入美国十大石油公司的行列。

　　洛克菲勒的标准石油公司姗姗来迟。因为它当时主要经营灯用煤油，而纺锤顶油田的原油不适于生产优质灯用煤油，德州一些有影响力的人士也反对这条章鱼伸进手来。不过，标准石油公司买下了Lee Blaffer李·布莱佛和Farish范里希创办的Humble汉伯尔石油公司大部分股权，从而控制了这家创立于博蒙特的石油勘探开发公司，后来成为新泽西标准石油公司即ExxonMobil埃克森美孚公司的勘探部。

　　纺锤顶油田大量的低价原油也吸引了遥远的英国壳牌运输贸易公司。壳牌大量收购德州原油运往欧洲市场，后来与荷兰皇家石油公司合并，成为另一个石油大王：英荷壳牌公司集团。