（一）石油工业发展概况
十九世纪末，美、英等帝国主义国家开始在中国大肆倾销石油产品，竞相垄断中国石油市场，以获取高额利润。他们在沿海口岸、内地城市设立“油栈”、“经理处”和“代理店”，销售网点遍及中国城乡，“洋油”销售量不断增加，石油及其产品的输入量也迅速增长。如1923年，煤油进口值已占全部进口货值的6.31％，仅次于鸦片和棉纱而居第三位。直到新中国成立前夕，煤油、汽油等石油产品的进口值一直占很大比例。中国的民族石油工业则发展迟缓，举步维艰。
1912年，中华民国临时政府在南京成立。临时政府实业部下设矿政局，矿政局下设地质科，这是中国第一个地质行政部门。地质科长为章鸿钊。北洋政府成立后，实业部分成农业、工商两个部，地质科属工商部，科长由丁文江担任。1913年1月，地质科改为地质调查所，主要从事地质科研和地质调查。1913年 10月工商部成立地质研究所，所长丁文江，后改为章鸿钊。地质研究所是我国第一个地质教育部门，它不仅培养了我国数十位著名的地质人才，而且为中国的地质调查作出了卓越的贡献。其中如翁文灏、谢家荣等在石油地质研究和石油开发等方面都取得了积极的成果。
美国美孚石油公司在中国陕北勘探石油失败后，中国的地质学家并没有气馁。地质学家李四光于1923年在《现代评论》上著文指出：“美孚的失败并不能证明中国无石油可办。”地质家谢家荣1934年在所著《石油》一书中亦说：“中国未曾钻探之处尚多，倘能依据地质原理，作更精密之探查，未必无获得佳油之希望，故一隅之失败，殊不能定全局之命运耳。”李四光在英国伯明翰、剑桥等大学讲授《中国地质学》时又提出，在中国华北平原“通过深钻和地震的方法，可以揭露出有重要价值的沉积物”。
1935年，国民党成立资源委员会，委员长为翁文灏、副委员长为钱昌照，该委员会隶属经济部领导。鉴于抗日战争的急需，翁文灏急切想开发我国石油，于1932年派地质调查所地质师王竹泉、潘钟祥到陕北进行地质调查。两位中国地质家更正了美孚石油公司地质人员对该地层的错误划分，并发现了永坪、延长的储油构造，在延长、永坪确定了20个井位。于1934年春成立了陕北油矿探勘处，孙越崎任处长。从德国、美国购进锅炉、钻铤、钻具等器材，在上海装配成了三套200米汽动顿钻钻机，从上海用火车运抵太原。陕北山路崎岖，只能用人抬、驴驮，一路艰难跋涉，将钻机分别运到延长和永坪。在延长钻了4口井，其中101井在井深100多米处钻遇旺油，初期日产1.5吨，后减为150公斤。其他井平均日产20—50公斤不等。在永坪钻了 3口井，其中203井日产油50余公斤，从此发现了永坪油田。这是有史以来，中国人第一次自己定的井位，也是第一次自己打出了石油。在此同时建立了中国第一支钻井队，人数为100人。
1935年10月中央红军到达陕北。在边区政府的领导下，成立了延长石油厂，厂长为陈振夏。军工局派来第一科科长兼工程师汪鹏，他在资料缺少的情况下进行了细致的调查，发现了七里村油田，当时在七里村确定了 5个井位，后共钻生产井13口，获旺油井6口。其中，七1井井深87米，初期日产原油高达96吨，被职工称为“起家井”。1943年，延长石油厂创造了原油年产1200多吨的新纪录，相当于1935年前延长油矿14年原油产量的总和。延长石油厂的原油和石油产品解决了陕甘宁边区各机关、团体的照明用油和八路军后方运输用油，为抗日战争作出了重要贡献。
1937年10月成立四川油矿勘探处，处长王檠。并首次使用购自德国的旋转式钻机。但德国造鱼尾钻头不适用，后改用美国硬岩钻头，在潘钟祥确定的四川巴县石油沟一号井（简称巴1井）开钻，于1939年11月获得天然气流。后来开始钻巴2井，用巴1井的天然气作为内燃机动力燃料，第一次试验即获得成功。此井钻至1002米深时，因钻机调往玉门而停钻。
抗日战争爆发后，海运被封锁，“洋油”断绝了来源。国民党政府为了抗日战争的需要，开发了玉门油矿。这是旧中国最大的油矿，它不仅规模大、产量高，而且也是工艺技术比较先进的一个油矿，被称为“中国石油工业的摇篮”。
玉门油矿于1938年开始勘探，1939年8月钻遇第一个油层（被称为K层）。接着又钻了几口深井，钻遇第二个油层（L层），这是老君庙油田的主力油层，压力较大，三口井都发生了井喷，后来得到控制，开采成功。自1939年到1949年，共钻井48口，钻井进尺26.174米，累计生产原油524.353吨。1949年，玉门油矿天然原油产量达69159吨，占同年全国总产量的95％以上。
1936年，新疆省政府与苏联政府商定，联合开采独山子油矿，后协定期限为25年。双方各设一套班子，中方厂名为独山子炼油厂，苏方厂名为独山子石油康宾纳（即联合企业）。苏联派钻井技术人员运来旋转式钻机，从1936年到1942年共钻井33口，这些井初产原油较旺，日产原油40—80吨，最高日产曾达110吨。1942年原油年产量达6900多吨。1942年盛世才投靠国民党，推行反苏反共政策之后，苏方于次年撤走钻机和人员，封闭油井，致使生产陷于停顿。1944年甘肃油矿局接办独山子油矿，修复部分油井，但不到一年又停产。当时还从玉门老君庙油矿调来美制艾迪尔—30型钻机一部，但未钻新井。此后一直到1949年新疆解放，独山子油矿大多处于土法开采的状态。
中国近代石油加工能力也是很薄弱的。1949年前，仅有玉门、大连、锦西、高雄等4座炼油厂。而抗战期间，除玉门炼油厂外，其他三座都在日本占领区内。1938年至1945年，国民政府为解决石油产品匮乏，曾先后在四川、云南的产糖地区，以糖为原料设立酒精厂62个，生产酒精以代替汽油。后因糖料不足，又以桐油、菜籽为原料，裂解制取燃料油。如新建的重庆动力油料厂，在1939年到1944年期间共生产汽油20.09万加仑，柴油75. 8万加仑，机油8.75万加仑。但是由于原料缺、成本高、产量少，对解决抗日战争时期的缺油问题，只不过是杯水车薪而已。
日本侵占中国台湾后，进行了掠夺性的开采。在台湾开采了出磺坑、锦水、竹东、牛山、竹头崎等地的石油与天然气。从1895年到1945年共采出原油16万吨，最高产量为1927年的19500多吨。后来，台湾油气日产量急剧下降， 1937年产量下降为 4300吨，1944年又下降到2700吨。1931年九一八事变后，日本帝国主义又大规模开采东北的煤炭和油页岩资源，发展人造石油工业。在抚顺、锦西、桦甸、四平、锦州、吉林等地建立了7个人造石油厂，生产能力达 22. 7万吨/ 年。从 1931年到 1945年，共生产人造石油279万吨。1945年抗战胜利后，国民党接收大员盗卖东北各石油厂设备，以致解放后除锦西厂经修复能生产外，其他各厂几乎都成为废墟。
中国近代石油工业，从1878年在台湾出磺坑用新式机器钻凿的油井算起，到1949年，整整经历70年。70年中，钻井134口，总进尺63973米，生产天然石油67.71万吨，人造石油232.41万吨，生产天然气约117000万立方米。据统计，1948年，我国原油生产能力为17.5万吨（其中天然石油8.8万吨，人造石油8.7万吨），原油加工能力140万吨，汽、煤、柴油产量29000余吨。石油职工有16000人，其中工程技术和管理人员1700多人，而石油地质勘探技术人员仅48人。毫无疑问，这种状况同中国这样一个地域辽阔、资源丰富的国家是极不相称的。
（二）石油勘探、开采、集输工艺的发展
1.勘探方法及成果。
中国最早的勘探方法是踏勘。中外地质工作者根据古籍的记载和某些地方名称有石油含义的信息，去查看油苗和地层的露头。他们根据地层的露头分析油层的地质年代，用简单的平板仪器测出等高线，再制作出地质图和构造图。
1939年，玉门老君庙油田始用钻井方法勘探。同年，由英回国的翁文波首先采用地球物理方法勘探了四川巴县石油沟1号井。
1945年7月，甘肃油矿局在矿物地质室组建了我国第一个野外重力、磁力测量队，翁文波任队长。后来发展成两个队。他们在外国公司协作下，进行过航空测量。从1939年到1949年共11年间，翁文波和他的同事们共找到了9个适宜于储油的构造。1947年，中国石油有限公司与美、英3个石油公司组成联合调查团，曾对青海柴达木盆地及玉门地区进行过航空摄影，以勘探石油。
中国人调查陕北石油地质，最早的当推地质调查所的王竹泉和潘钟祥。他们曾数次前往陕北调查，对该油田的地质、构造、油层及油页岩等，都有重要的发现。
王竹泉和潘钟祥几次调查陕北油田之后，写成《陕北油田地质》一文。1934年7月陕北油矿勘探处成立，根据他们的资料定出7口井。4口在延长，其中有一口深井打出高产油流。3口井在永坪，其中也有一口打出旺油。从此发现了永坪油田。
1942、1943年，黄汲清在新疆独山子、南疆进行实地调查，1943年10月写出《新疆油田地质报告》。在这个报告中，他提出了两个重要的论点：一是“陆相生油论”，即陆相地层也可以形成有工业开采价值的生油层。他认为陆相侏罗纪地层是新疆重要的生油层之一。另一个是“多期多层含油论”，即大型含油盆地一般总具有好几个不同时代的含油地层。这是“多旋回成矿论”的雏形。这两个论点的正确性，都已在解放后的石油地质普查和勘探工作中得到验证。
1938年，国民政府资源委员会设置甘肃油矿筹备处，并派地质学家孙健初到玉门进行石油地质勘查工作。孙健初一行查明该地区的生油层、储油层及地质构造后，认为玉门“油田生油之地层属于白垩纪”。孙健初认为白垩纪地层除窑街系为海相外，其他均为陆相。窑街系是主要生油层，储油层则以梨园口系、白杨河系为主。
为了进一步了解玉门油田的地质情况，他们除做地面地质调查外，还依靠陕甘宁边区延长油矿支援的顿钻钻机，开始钻凿深井。第一口井于1939年8月钻到88米深时遇到油层，产油量每天达10吨左右。接着按孙健初所定井位又钻了7口井，钻遇L层，打出高产自喷井，其中4井和8井发生强烈井喷，证明孙健初的地质判断是正确的。
2.近代钻井工艺技术的运用。
（1）选用钻头和合理的钻井参数。
四十年代后期，玉门老君庙油矿在钻井工作中，总结出要根据不同的地层选择不同的钻头。一般钻凿软地层用刮刀钻头，钻凿硬地层用相应的牙轮钻头。
在使用旋转钻机钻井中，还注意到钻井时加在钻头上的压力和转盘的转速等参数。如玉门老君庙油矿规定，转盘转速应根据钻头种类及地层情况，分别采用每分钟70转、120转和200转三种不同的转速，通常为120转左右。钻头压力应根据地层、钻头尺寸和型式，钻杆尺寸、钻铤重量、泥浆质量和所要求的井身垂直度而定。
（2）对泥浆的认识与改进。
泥浆，被人们称为钻井的血液。它对钻井、采油的重要影响越来越被人们所认识。
1941年，玉门老君庙油田在钻井时已懂得使用重泥浆制服井喷，他们用重晶石、坩子土磨制石粉，用以配成泥浆，制服了井喷。但因泥浆比重大，污染并堵塞了油层，给以后采油工作带来较大影响。
为了改进泥浆的质量，1946年老君庙矿场工程室内设立了泥浆室，这是我国第一个泥浆研究机构，负责人是黄先驯。1947年，黄先驯试用五倍子熬制单宁酸作为泥浆稀释剂。1948年他又配制成淀粉泥浆，后在钻23井时使用性能良好，改善了对油层的损害。
台湾油矿勘探处为了提高钻井泥浆质量，曾以当地的相思树皮和番石榴树叶煮液，经浓缩后作为泥浆稀释剂使用，代替单宁酸。又利用海藻煮液加入苛性钠成为藻酸钠后掺进泥浆中代替胶质物质，以调整粘度、稳定泥浆。台湾嘉义溶剂厂，在1947年已能生产单宁酸，但产量有限，价格昂贵。
玉门钻井泥浆室又进一步对泥浆中的几个复杂问题如失水量和泥饼对油层出油的影响等进行过深入研究，并对含砂量、pH值、粘度等泥浆指标作出了具体规定。当时还懂得了根据不同地层灵活掌握泥浆的比重。
1943年，玉门老君庙油矿开始使用泥浆搅拌机，增添了泥浆储罐、泥浆枪、泥浆筛等设施。
（3）测试及取岩心。
玉门油矿在钻井过程中十分重视地质资料的收集工作。除了由值班员每钻一米取一次砂样和记录油气显示之外，还十分注意测井和取岩心，以获得地层性质、油层厚度、油层上下有无气层和水层等比较齐全的资料，用来决定完井的方法，规定套管应下的深度。
人们称测试（亦称电测）是“地下的眼睛”，在玉门油矿的钻井、完井过程中，它起到了重要的作用。
1947年夏天，中国石油有限公司探勘室在玉门油矿成立了我国第一个电测站，站长刘永年。这个站当时只有四五个人，器材也非常缺乏。他们就自己动手焊了1部手摇绞车。把3根较粗的电工皮线用麻绳、胶布捆起来当做电缆使用，每隔1米捆一下，当作深度记号。再用一些普通的电工仪表和1个自制的电流换向器，连成1个简单的电位计。后来，他们找到了1台照相示波仪和1只精密度较高的“0”位检流仪，做成了1台半自动电测仪，这算是当时比较先进的测井仪器了。
1949年春天，玉门油矿电测站王曰才等留学生和大家一道，终于制成了我国第一个同轴直流放大机，并用它同原来的照相示波仪配套，制成了我国第一台自动电测仪的雏形。并用它在老君庙油田的1—22井和l—15井进行电测，下井一次同时测出两条电阻曲线和一条自然电位曲线。在新中国成立后，玉门电测站仍然使用那套半自动的电测仪来担负测井工作。
取岩心始于四川的巴1井，但未获成功。玉门油矿1941年从高炕、萍乡、湘潭等煤矿调来3台旋转式钻机后，就有了取岩心的技术手段。而从德国、美国购置的钻机均附有取心钻具。1945年，在老君庙油矿，一次取出岩心最长为2.49米。
运用电测测试地层，取岩心和岩屑直观资料，进行综合分析，对地层判断是比较准确的，对确定一口井有无开采价值，下套管与否以及确定完井，具有良好的效果。
3.油田开发与采油工艺技术。
从1945年起，油田地质研究陆续展开，于1946年在老君庙矿场工程室内设置了研究室，这是我国最早的一个采油研究机构。当时主要研究课题及成果有：
（l）油田的地上应服从地下，研究老君庙地下构造，各产油层彼此关系。后来在钻井过程中取岩心、岩屑，从岩心中观察岩心的孔隙度、渗透率及饱和度，并用来推算总的储量，定出各井的产量。
（2）油田的动态，是气驱动还是水驱动，以及油层压力、温度发生的变化及其影响。要求采油工每天量油、测气压和温度，并定期化验油的成分。1949年2月，一张化验抽样单上显示老君庙油田原油含水。这是一个重要发现，并由此确定油田的动态是水驱动类型，从而为后来油田补充压力，进行注水开发提供了宝贵的资料，改变了过去认为是气驱动油田的认识。
（3）各井的性能及增产措施的研究。
老君庙油田的原油含蜡百分比较高，在生产过程中油管经常结蜡，影响原油流出。解决办法是利用绞车将钢丝绳连着刮蜡片下入油管中清蜡。每天都要清一次。此外还加强了修井作业。油井由于出现砂子蜡堵塞，必要时采用热油冲洗井。为了加强修井工作，油矿还专门成立了一个修井队。
由于当时国外技术信息不畅通，因此这些工艺技术只是在实践中通过不断摸索而寻找出一些比较科学的方法，且为以后采油工艺技术的进一步研究奠定了基础。
4.油气集输工程。
油气集输是油田开发中的一个重要环节。随着油气开发的发展以及为满足提高炼油质量的需要，中国近代的油气集输工程也逐步形成并完善起来。
关于最早的陕北油矿集输状况，1931年出版的《矿业周报》记述道：“汲出之水及油，均流入分油槽，该槽上下三洞，水由下洞流入分水池，油由上洞流入油槽。分水池中积之日久，表面分出原油，亦导入储油槽，而储油槽之底部，日久亦有若干水量，必须汲出。官厂储油槽五座，可储原油五万余斤。”储油槽系用铁板制成，每座容油百担。“用手搬唧油机，以二十英尺铁管导入炼厂，直接流入一号炼釜。”由此可见该油池虽“土”，但却起到了分离油水的重要作用。
玉门的油池开始极为简陋。1939年油井出油后，才从远处运来5000块砖修了个露天“土”油池。上面覆盖着芦苇，冬天严寒油凝固，夏天烈日油散发，并且有发生火灾的危险。1942年8月，玉门山洪爆发，洪水流到油池，造成原油横溢，流到山下的子弟小学、家屋住宅，又流到了伙房。油触火即燃，酿成火灾，损失惨重。
经此惨痛的教训，玉门放弃了明沟和露天油池，改用管道和油罐。但原油出井还携带天然气、砂和水分。这样一来，虽然减少了原油的蒸发，保障了油区的安全，但残留在管线中的砂子及残油却要经常清洗，且容易引起管线的热胀冷缩，同时也没有解决炼厂用原油的质量问题。1944年翁文灏之子翁心源从美国学习储运管道工程归来。在他的指导下，玉门修建了第一条从油田8井到四台炼厂的输油管线，并建成了两个选油站。选油站装置储油罐3个，沉砂器和分离器各两个。其中一个选油站的分离器是从美国进口的，另外一个选油站的分离器是自己用木头制造的。为解决冬季保温问题，他们在输油管线旁另设一条蒸汽管线。选油站投产后，不但提高了原油的质量，而且分离出的天然气可供生活取暖和做饭。
到了1948年，玉门老君庙油田的输油管线，由地上改为埋藏在地下，建成了更趋合理的环形输油管线，集输流程逐步完善。
① 《陕北油田地质》刊于《地质汇报》第20号（1933年出版）。
② 此报告于1947年由地质调查所编为《地质专报》甲种第21号出版。
