Menengai地?zé)釁^(qū)勘探初期資源評價(jià)

王鵬飛 段大洋 孫清華

【摘 要】肯尼亞高溫地?zé)崆熬芭c肯尼亞裂谷關(guān)系密切，為了進(jìn)一步落實(shí)肯尼亞Menengai地?zé)釁^(qū)資源前景，綜合地質(zhì)、鉆井、測試和電磁勘探結(jié)果，對Menengai的地?zé)豳Y源進(jìn)行綜合評價(jià)，證實(shí)該區(qū)有很好的地?zé)崆熬?。利用蒙特卡洛方法?jì)算Menengai破火山口地區(qū)電力產(chǎn)能30年內(nèi)可達(dá)到40-570Mw，此后20年仍可穩(wěn)產(chǎn)375Mw。

【關(guān)鍵詞】Menengai 地?zé)?資源評價(jià)

Menengai地?zé)崽锸强夏醽喠压?4個(gè)地?zé)崽镏唬挥贚.Nakuru以北，L.Bogoria以南，前景區(qū)大約600km2，12個(gè)噴氣孔點(diǎn)，275個(gè)采樣點(diǎn)（圖1）。Menengai地區(qū)詳細(xì)勘探始于2004年，之后2010年進(jìn)行了完善工作。在該區(qū)鉆井始于2011年2月，資料顯示鉆有4口井，分別為MW-1、MW-2、MW-3和MW-4（圖2）。前景區(qū)向西北延伸，會覆蓋OlRongai火山區(qū)和OlBanita平原。

圖1 Menengai前景區(qū)地圖

1 地質(zhì)概況

Menengai破火山口為橢圓形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其本身即為該區(qū)的主構(gòu)造，目前認(rèn)為它是受到東北部的Solai地塹斷層和南部-西南部的斷裂系統(tǒng)的影響。其他構(gòu)造包括OlRongai構(gòu)造系統(tǒng)，其代表了Molo TVA和南北向Solai構(gòu)造軸的一部分，其中南北向Solai構(gòu)造軸為一平均寬度4km的狹長地塹。Menengai破火山口的西北部坐落著OlRongai破火山口和OlBanita破火山口，由于這兩處存在熔灰?guī)r（熔結(jié)凝灰?guī)r）沉積，因此被認(rèn)為要老于Menengai破火山口。

Menengai地?zé)崽锟刂屏黧w運(yùn)動的主構(gòu)造是Molo TVA（構(gòu)造火山軸）、Menengai破火山口圈和Solai TVA。OlRongai的兩條斷層線被認(rèn)為在地?zé)峥碧胶臀磥黹_發(fā)中具有重要作用，因?yàn)樗从沉嗽搮^(qū)地下滲透率的發(fā)育程度。破火山口底板有大量新的熔巖堆和強(qiáng)的地?zé)岬乇盹@示。由此可判斷該區(qū)有很大的地?zé)嵩?。除了新熔巖和破火山口塌陷，該區(qū)地?zé)峄顒拥钠渌@示有：噴氣孔、蒸汽洞、熱水洞、蝕變地貌，破火山口的東北部有個(gè)破火山口內(nèi)湖，為Menengai地?zé)嵯到y(tǒng)的當(dāng)?shù)厮囱a(bǔ)給。

Menengai處于盛產(chǎn)粗面巖和堿流巖的晚第四系，破火山口附近地表覆蓋大面積的火山碎屑巖。Menengai巖性大部分為堿性石英夾粗面巖。MW-1鉆遇大量好或中等礫狀堿性粗面巖序列，MW-2鉆遇許多變質(zhì)巖，包括大量流紋粗面巖，少量堿性粗面巖、鈉閃堿流巖和鈉閃堿流粗面巖。MW-1井中850-1082m和2196m深處存在堿流巖侵入體，而1952m之下存在部分鈉閃堿流巖侵入。MW-1和MW-2兩井之間的地層對比并不明顯。

2 鉆井情況

MW-1井于2011年2月12日開鉆，于2011年5月1日完鉆，完鉆井深2195m。400m深處下套管，831m處下9，5/8的生產(chǎn)套管。主要補(bǔ)給帶分別為1050m、1800m和2050m。測得地層溫度在900 m處為208℃，井底溫度為298℃，井底兩相沸騰流體。流體測試結(jié)果顯示熱焓超過1200KJ/kg，對應(yīng)275℃左右的流體，與流體溫度測井一致，井中最初流體流速為60kg/s，其中蒸汽為20kg/s，換算產(chǎn)能大于6MW。

MW-2井從2011年2月28日到7月2日，完鉆井深3189m，生產(chǎn)套管下至791m。主要的補(bǔ)給帶在大約1300m，2250m和3000m深度處，1300m的補(bǔ)給帶溫度僅在80℃左右，負(fù)責(zé)對此處以下直到井底段進(jìn)行冷卻降溫。

MW-3井從2011年6月1日到8月27日，完鉆井深2101.5m。，生產(chǎn)套管下至1096.5m。熱井剖面顯示1250-1550m為冷卻降溫段。

MW-1、MW-2和MW-3三口井在1000-1600m都存在滲透帶，可能與同一個(gè)主滲透性構(gòu)造有關(guān)。

MW-4井完鉆井深2177m，生產(chǎn)套管下至1094m。

MW-1和MW-2井巖性對比上并不吻合。MW-1鉆遇的是后火山口熔巖，而MW-2鉆遇的是前破火山口熔巖序列。MW-1有大量新的飽含硅質(zhì)的好或中等礫狀堿性粗面巖，夾少量凝灰質(zhì)；而MW-2鉆遇響巖和鈉閃堿流巖中較老的流紋粗面巖經(jīng)變質(zhì)后的巖石。

圖2 MW-1、MW-2和MW-3井位置

3 測試

MW-1、MW-4井做了流體測試：地下2000m處溫度超過300℃，兩相流體熱焓值在1200-1500KJ/Kg，證明地下存在可利用蒸汽發(fā)電的地?zé)嵩?。MW-2井做了完井測試：顯示滲透性很好。MW-1、MW-3、MW-4井做了溫度壓力測試：地下400m左右有水層，深層溫度超過300℃。地化測量中，溫度計(jì)算來自于5個(gè)噴氣孔樣品。H2S測溫計(jì)（TH2S）測得溫度279-296℃，而CO2測溫計(jì)（TCO2）給出溫度274-304℃。兩種測溫計(jì)測得溫度相符很好，很清楚Menengai火山口之下的儲層溫度高于270℃。

4 電磁勘探

Menengai地區(qū)同時(shí)做過TEM測量和MT測量，圖3.3表示在Menengai破火山口上布置測線的情況。

圖3 TEM縱橫測線部署圖（左）和MT測線部署圖（右）

由電阻率構(gòu)造確定Menengai地?zé)嵯到y(tǒng)，在海拔1300m深處面積超過150km2。低阻蓋層之下存在高阻核體，在北東破火山口邊緣附近，低阻蓋層海拔大約為1750m。根據(jù)電阻率推知，假設(shè)儲層溫度與巖石蝕變存在一種平衡關(guān)系，高阻核體的存在表示儲層溫度超過240-250℃。電阻率剖面顯示，深處的低電阻與熱源有關(guān)。

5 結(jié)語

綜合地質(zhì)、鉆井、測試和電磁勘探結(jié)論，說明Menengai地?zé)釁^(qū)有很好的前景。給定參考溫度為170℃，利用蒙特卡洛方法計(jì)算Menengai破火山口地區(qū)電力產(chǎn)能30年內(nèi)可達(dá)到40-570Mw，此后20年仍可穩(wěn)產(chǎn)375Mw。

參考文獻(xiàn)：

[1]Janet Jelagat Suwai.Preliminary reservoir analysis of Menengai geothermal field exploration wells[R].Geothmal training programme，2011.

[2] Convine Omondi.Borehole geology and hydrothermal mineralisation of wells MW-01 and MW-02 Menengai geothermal field，Central Kenya Rift Valley [R].Geothmal training programme，2011.

[3] Cornel O.Ofwona， Ezekiel K.Kjpyego and Janet J.Suwai.Preliminary well test data of Menengai exploration wells [C].Proceedings，Kenya Geothermal conference，2011.

[4] Peter Murabula Wameyo.Magnetotellurics and transient electromagnetic methods in geothermal prospecting with examples from Menengai， Kenya [R].Geothmal training programme，2005.

項(xiàng)目資助：中國石油天然氣集團(tuán)公司科技項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2012A-4906）