Ảnh: Hackaday.

Niềm hy vọng vào những đặc tính vẫn còn bí hiểm của dầu hoàn toàn xuất phát từ nhu cầu thuần túy. Dân số tăng và sự phát triển kinh tế lan rộng nhờ cuộc cách mạng công nghiệp khiến nhu cầu ánh sáng nhân tạo ngày càng tăng. Trong suốt nhiều thế kỷ trước, người ta hầu như chỉ dùng những chiếc bấc đèn đơn giản nhúng vào mỡ động vật hay dầu thực vật. Còn với những người có tiền, mỡ cá nhà táng đã được coi là chuẩn mực của dầu thắp sáng chất lượng cao.

Tuy nhiên, những đàn cá voi ở Đại Tây Dương dần biến mất và các con tàu săn cá ngày càng phải đi xa hơn, tới khu vực xung quanh mũi Hảo Vọng và cả những vùng biển xa xôi trên Thái Bình Dương. Đối với dân săn cá voi, đây là kỷ nguyên vàng vì giá cả đang tăng lên. Nhưng với người tiêu dùng thì ngược lại, họ không muốn phải trả tới 2,50 USD để mua một gallon mỡ cá và hiển nhiên, đó chưa phải là mức giá cuối cùng.

Những loại dầu thắp sáng giá rẻ đã được phát triển nhưng tất cả đều kém chất lượng. Loại phổ biến nhất là camphene, một chất dẫn xuất từ nhựa thông cháy sáng nhưng nhược điểm là rất dễ cháy và tệ hơn nữa là có thể gây nổ. Một loại khác là khí đốt chưng cất từ than được vận chuyển bằng đường ống tới các ngọn đèn đường và tới các gia đình trung thượng lưu ngày càng đông đảo tại các khu vực đô thị, song nó lại quá đắt đỏ. Nhu cầu về một loại dầu thắp sáng với giá thành tương đối rẻ, an toàn vẫn ngày càng cấp bách. Bên cạnh đó, do tiến bộ trong ngành cơ khí đã cho ra đời nhiều loại máy móc, thiết bị và máy in vận hành bằng hơi nước nên nhu cầu về dầu bôi trơn thay thế cho mỡ động vật đang được sử dụng hồi đó cũng tăng lên đáng kể.

Cuối thập niên 1840, đầu thập niên 1850, giới doanh nhân đã đưa ra nhiều sáng kiến đáp ứng các nhu cầu này với dầu thắp sáng và dầu bôi trơn chiết xuất từ than và các loại hydrocarbon khác. Một số nhân vật tại Anh và Bắc Mỹ đã xúc tiến cuộc tìm kiếm dầu mỏ, xác định và phân loại thị trường và từng bước hoàn thiện công nghệ lọc dầu, tạo nên những nền tảng cơ bản cho công nghiệp dầu lửa, sau này phát triển thành công nghệ lọc dầu.

Thomas Cochrane, một đô đốc người Anh từng bị xử ở tòa án binh và được coi là hình mẫu cho nhân vật Don Juan của Byron, bị ám ảnh vì tiềm năng của nhựa đường và trong quá trình phát triển loại vật liệu này, ông đã trở thành chủ sở hữu một mỏ nhựa đường lớn ở Trinidad. Có thời gian, Cochrane hợp tác với một người Canada là Tiến sĩ Abraham Gesner. Khi còn trẻ, Gesner đã thử bắt đầu việc kinh doanh xuất khẩu ngựa sang Tây Ấn nhưng sau hai lần tàu chở ngựa bị đắm, ông từ bỏ công việc này và tới nghiên cứu y học tại Bệnh viện Guy’s London. Trở lại Canada, Gesner lại chuyển sang nghiên cứu địa chất ở New Brunswich. Ông đã phát triển quy trình chiết xuất dầu từ nhựa đường hoặc các chất tương tự và tinh chế dầu này thành dầu thắp sáng chất lượng cao.

Ông gọi nhiên liệu này là “kerosene” - dầu lửa - ghép từ Keros và elaion, hai từ trong tiếng Hy Lạp cổ có nghĩa là “sáp ong” và “dầu”. Ông đã thay đổi từ elaion thành ene để sản phẩm có tên gọi nghe tương tự camphene. Năm 1854, Gesner nộp đơn xin cấp bằng sáng chế của Mỹ cho việc sản xuất “một chất lỏng hydrocarbon mới mà tôi đặt tên là dầu lửa và có thể dùng thắp sáng và cho các mục đích khác”. Năm 1894, Gesner nộp đơn xin cấp bằng sáng chế “Phương thức mới sản xuất chất lỏng hydrocarbon (gọi tắt là dầu lửa) và sử dụng cho quá trình thắp sáng và các mục đích khác".

Gesner tham gia thành lập một nhà máy sản xuất dầu lửa ở thành phố New York và, đến năm 1859, nhà máy này đã sản xuất được 5.000 gallon dầu mỗi ngày. Một nhà máy tương tự cũng được xây dựng ở Boston. Nhà hóa học người Scotland, James Young đi tiên phong trong việc xây dựng một nhà máy lọc dầu sử dụng nguyên liệu là than nén ở Anh. Một nhà máy sử dụng nguyên liệu đá phiến cũng được xây dựng ở Pháp. Đến năm 1859, ước tính có khoảng 34 công ty ở Mỹ sản xuất được dầu lửa và paramn với doanh thu 5 triệu USD giá trị sản phẩm. Khi đó, báo chí ca ngợi sự tăng trưởng trong lĩnh vực dầu mỏ là bằng chứng “về một thứ năng lượng tuyệt diệu mà với nó, nước Mỹ sẽ tham gia bất kỳ lĩnh vực nào của ngành công nghiệp hứa hẹn lợi nhuận cao”.

Dầu lửa không xa lạ gì với loài người. Tại nhiều vùng ở Trung Đông, một chất dạng bùn nhão gọi là bitum thấm ra ngoài từ các vết nứt vỡ và đã được khai thác từ xa xưa. Ở Địa Trung Hải và Trung Đông, bitum được khai thác từ năm 3.000 trước Công nguyên. Nguồn dầu lửa nổi tiếng nhất là ở Hit, trên con sông Euphrates, cách Babylon không xa (ngày nay là thành phố Baghdad).

Vào thế kỷ 1 trước Công nguyên, sử gia Hy Lạp Diodor đã viết về ngành khai thác bitum cổ đại: “Mặc dù có những điều thần kỳ xảy ra ở đất nước Babylon nhưng không gì có thể so sánh được với khối lượng nhựa đường khổng lồ được tìm thấy ở đây”. Ở một số nơi, lượng bitum thấm ra ngoài cùng với hơi dầu liên tục bốc cháy đã khiến người dân Trung Đông tôn sùng lửa.

Bitum là một mặt hàng được đem ra trao đổi ởTrung Đông thời cổ đại. Nó được dùng làm vữa trong xây dựng, gắn kết các bức tường của hai thành phố Jericho và Babylon. Theo phong tục thời bấy giờ, có thể cả con thuyền Noah và chiếc giỏ của Moses1 đã được trét bằng bitum để chống thấm nước. Bitum cũng được sử dụng để làm đường và chiếu sáng. Tuy nhiên, nhìn chung, công dụng chiếu sáng của chất này rất hạn chế và không mấy hiệu quả.

Ngoài ra, bitum cũng được dùng làm thuốc chữa bệnh. Về giá trị dược lý, những gì nhà tự nhiên học La Mã Pliny miêu tả vào thế kỷ 1 cũng tương tự như những gì đang diễn ra ở nước Mỹ vào những năm 1850. Pliny viết, bitum giúp chống chảy máu, làm liền các vết thương, điều trị bệnh đục thủy tinh thể, làm dầu xoa bóp cho bệnh nhân mắc bệnh gút, chữa đau răng, làm dịu những cơn ho kinh niên, làm giảm những cơn thở gấp, chữa tiêu chảy, nối lại những đoạn cơ bị cắt lìa, làm giảm đau khớp và hạ sốt. Chất này cũng “có công dụng làm thẳng những sợi lông mi quặm gây khó chịu cho mắt”.

Dầu lửa còn có một công dụng nữa. Dầu cặn bị đốt cháy hóa ra lại đóng một vai trò lớn, đôi khi là quyết định, trong chiến tranh. Trong trường ca Iliad, Homer viết: “Quân Tơroa đốt một đống lửa cháy liên tục trên con tàu có tốc độ cao và từ con tàu phóng ra một ngọn lửa rất khó dập tắt”. Khi vua Cyrus của Ba Tư chuẩn bị đánh chiếm Babylon, ông được cảnh báo về mối nguy hiểm của các cuộc chiến đấu trên đường phố. Ông đáp lại bằng cách tuyên bố: “Chúng tôi cũng có khối dầu hắc ín và dây thừng để làm cho lửa lan ra khắp nơi, buộc những ai đang ở trên các mái nhà phải nhanh chóng bỏ chạy nếu không muốn bị tiêu diệt”.

Kể từ thế kỷ 7, những người thuộc đế chế Byzantine đã sử dụng oleum incendiarum - thứ hỏa lực Hy Lạp. Đó là một hỗn hợp giữa dầu và vôi, khi tiếp xúc với độ ẩm sẽ bốc cháy. Công thức này là một bí mật quốc gia được bảo vệ chặt chẽ. Quân Byzantine chất hỗn hợp này lên các con tàu chiến, tẩm vào đầu các mũi tên và phết lên những quả lựu đạn thô sơ. Trong nhiều thế kỷ, hỗn hợp này được coi là một thứ vũ khí đáng sợ hơn cả thuốc súng.

Như vậy, việc sử dụng dầu lửa ở Trung Đông có cả một lịch sử dài và đa dạng. Tuy nhiên, một điều rất khó hiểu là những kiến thức về lĩnh vực này không được phương Tây biết đến trong nhiều thế kỷ, có thể là vì những nguồn bitum lớn và các cách sử dụng chất này nằm bên ngoài biên giới Đế quốc La Mã và những kiến thức này không được truyền bá trực tiếp tới phương Tây.

Tuy vậy, ở một vài nơi tại châu Âu như Bavaria, Sicily, thung lũng Po, Alsace, Hannover và Galicia, người ta đã theo dõi và bình luận về hiện tượng rò rỉ dầu ngay từ thời Trung Cổ. Và công nghệ lọc dầu đã được những người Ả-rập đưa tới châu Âu. Nhưng nhìn chung, dầu vẫn chỉ được sử dụng như một phương thuốc chữa bệnh đa tác dụng và điều này càng được những nghiên cứu chuyên sâu của các giáo sĩ và thầy thuốc củng cố thêm. Dầu cũng được khai thác với quy mô nhỏ ở Đông Âu, ban đầu là ở Galicia (địa danh từng là một phần của Ba Lan, Áo và Nga) rồi ở Rumani. Những người nông dân đã đào hầm mỏ bằng tay để lấy dầu thô, nhiên liệu dùng để lọc thành dầu lửa. Một dược sĩ từ Lvov, với sự giúp đỡ của một thợ ống nước, đã phát minh ra một loại đèn đốt dầu giá rẻ.

Tới năm 1854, dầu là mặt hàng thương mại chính ở Viên và đến năm 1859, ngành dầu lửa đã phát triển mạnh mẽ ở Galicia với hơn 150 ngôi làng tham gia hoạt động khai thác dầu. Gộp chung lại, sản lượng dầu thô của châu Âu năm 1859 ước tính vào khoảng 36.000 thùng, chủ yếu được khai thác ở Galicia và Rumani. Điều mà ngành công nghiệp của Đông Âu này còn thiếu chính là công nghệ khoan.

Vào những năm 1850, việc phát triển dầu lửa tại Mỹ vấp phải hai rào cản lớn. Đó là chưa có một nguồn cung dầu đáng kể nào và chưa có loại đèn giá rẻ phù hợp để đốt loại dầu đó. Những loại đèn thời đó khi đốt tạo ra rất nhiều khói, và gây cay mũi. Sau đó, một đại lý bán dầu tại New York đã phát hiện ra một loại đèn có ống khói bằng thủy tinh để đốt dầu lửa đang được sản xuất tại Viên.

Dựa trên thiết kế của người dược sĩ và người thợ đường ống ở Lvov, chiếc đèn đã khắc phục được các vấn đề khói và mùi. Đại lý dầu New York nhập khẩu loại đèn này và nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường. Do liên tục được cải tiến, loại đèn xuất xứ từ Viên này đã trở thành cơ sở cho hoạt động sản xuất, kinh doanh đèn dầu tại nước Mỹ và sau đó được xuất khẩu trên khắp thế giới.

Như vậy, đến thời điểm Bissell khởi đầu dự án, dầu lửa - loại dầu thắp sáng tốt và rẻ hơn - đã được nhiều gia đình sử dụng. Những kỹ thuật cần thiết để lọc dầu thô thành dầu lửa đã được thương mại hóa với các loại paramn. Và một loại đèn giá rẻ cũng đã được phát triển để đốt dầu và đã đem lại những hiệu quả nhất định. Thật ra, những gì Bissell và các nhà đầu tư tại Công ty dầu mỏ Pennsylvania đang nỗ lực tìm kiếm là khám phá một nguồn nhiên liệu thô mới. Tựu trung, giá cả chính là vấn đề. Nếu họ có thể tìm thấy dầu mỏ đủ để đáp ứng nhu cầu, dầu sẽ được bán với giá rẻ và giành được thị phần của những sản phẩm dầu thắp sáng giá đắt hơn nhiều, hoặc không làm khách hàng hài lòng.

Việc đào lấy dầu không giải quyết được vấn đề. Nhưng có lẽ còn một giải pháp thay thế khác. Việc khoan tìm muối đã phát triển trước đó hơn 15 năm ở Trung Quốc, với các giếng muối khoan sâu tới 360 mét, chính là một gợi ý. Vào khoảng năm 1830, phương pháp cổ truyền của người Trung Quốc du nhập sang châu Âu và được người châu Âu học tập và rồi sau đó những kinh nghiệm này đã thúc đẩy việc khoan giếng muối ở Mỹ.

Khi đang trăn trở với dự án của mình, vào một ngày nóng bức năm 1856 ở New York, George Bissell tránh nắng dưới mái hiên của một tiệm thuốc trên đại lộ Broadway và bất chợt nhìn thấy tờ quảng cáo một loại thuốc sản xuất từ dầu mỏ, trên đó có hình ảnh nhiều giàn khoan các mỏ muối. Loại dầu mỏ dùng để chế tạo loại biệt dược đó là phụ phẩm thu được trong quá trình khoan khai thác muối. Với sự tình cờ này, tiếp theo những hoạt động ông đã thấy ở tây Pennsylvania và trường Dartmouth trước đây, Bissell nảy ra ý tưởng áp dụng công nghệ khoan khai thác muối để khoan dầu.

Bissell, rồi đến các nhà đầu tư khác trong Công ty dầu mỏ Pennsylvania, đều nhận thức sâu sắc là phải áp dụng kỹ thuật khoan muối vào việc khai thác dầu. Họ sẽ khoan thay vì đào để lấy dầu mỏ. Nhiều nhà đầu tư khác ở Mỹ và Ontario, Canada cũng đang thử nghiệm kỹ thuật trên. Tuy nhiên, Bissell và cộng sự đã sẵn sàng hiện thực hóa ý tưởng này. Họ đã có báo cáo của Silliman và nhờ nó đã huy động được vốn. Tuy nhiên, ý tưởng của họ không được đánh giá nghiêm túc. Khi ông chủ nhà băng James Townsend bàn về ý tưởng khoan dầu, nhiều người ở New Haven đã nhạo báng: “Ồ, Townsend! Dầu đi ra từ lòng đất, bơm dầu lên mặt đất như ông bơm nước ư? Thật vớ vẩn! Ông điên mất rồi!” Mặc dù vậy, các nhà đầu tư vẫn quyết tâm tiến hành. Họ tin vào cơ hội và nhu cầu ngày càng tăng. Nhưng liệu họ có thể giao phó dự án điên rồ này cho ai?