Menengai地热区勘探初期资源评价

王鹏飞 段大洋 孙清华

【摘 要】肯尼亚高温地热前景与肯尼亚裂谷关系密切，为了进一步落实肯尼亚Menengai地热区资源前景，综合地质、钻井、测试和电磁勘探结果，对Menengai的地热资源进行综合评价，证实该区有很好的地热前景。利用蒙特卡洛方法计算Menengai破火山口地区电力产能30年内可达到40-570Mw，此后20年仍可稳产375Mw。

【关键词】Menengai 地热 资源评价

Menengai地热田是肯尼亚裂谷14个地热田之一，位于L.Nakuru以北，L.Bogoria以南，前景区大约600km2，12个喷气孔点，275个采样点（图1）。Menengai地区详细勘探始于2004年，之后2010年进行了完善工作。在该区钻井始于2011年2月，资料显示钻有4口井，分别为MW-1、MW-2、MW-3和MW-4（图2）。前景区向西北延伸，会覆盖OlRongai火山区和OlBanita平原。

图1 Menengai前景区地图

1 地质概况

Menengai破火山口为椭圆形环状结构，其本身即为该区的主构造，目前认为它是受到东北部的Solai地堑断层和南部-西南部的断裂系统的影响。其他构造包括OlRongai构造系统，其代表了Molo TVA和南北向Solai构造轴的一部分，其中南北向Solai构造轴为一平均宽度4km的狭长地堑。Menengai破火山口的西北部坐落着OlRongai破火山口和OlBanita破火山口，由于这两处存在熔灰岩（熔结凝灰岩）沉积，因此被认为要老于Menengai破火山口。

Menengai地热田控制流体运动的主构造是Molo TVA（构造火山轴）、Menengai破火山口圈和Solai TVA。OlRongai的两条断层线被认为在地热勘探和未来开发中具有重要作用，因为它反映了该区地下渗透率的发育程度。破火山口底板有大量新的熔岩堆和强的地热地表显示。由此可判断该区有很大的地热源。除了新熔岩和破火山口塌陷，该区地热活动的其他显示有：喷气孔、蒸汽洞、热水洞、蚀变地貌，破火山口的东北部有个破火山口内湖，为Menengai地热系统的当地水源补给。

Menengai处于盛产粗面岩和碱流岩的晚第四系，破火山口附近地表覆盖大面积的火山碎屑岩。Menengai岩性大部分为碱性石英夹粗面岩。MW-1钻遇大量好或中等砾状碱性粗面岩序列，MW-2钻遇许多变质岩，包括大量流纹粗面岩，少量碱性粗面岩、钠闪碱流岩和钠闪碱流粗面岩。MW-1井中850-1082m和2196m深处存在碱流岩侵入体，而1952m之下存在部分钠闪碱流岩侵入。MW-1和MW-2两井之间的地层对比并不明显。

2 钻井情况

MW-1井于2011年2月12日开钻，于2011年5月1日完钻，完钻井深2195m。400m深处下套管，831m处下9，5/8的生产套管。主要补给带分别为1050m、1800m和2050m。测得地层温度在900 m处为208℃，井底温度为298℃，井底两相沸腾流体。流体测试结果显示热焓超过1200KJ/kg，对应275℃左右的流体，与流体温度测井一致，井中最初流体流速为60kg/s，其中蒸汽为20kg/s，换算产能大于6MW。

MW-2井从2011年2月28日到7月2日，完钻井深3189m，生产套管下至791m。主要的补给带在大约1300m，2250m和3000m深度处，1300m的补给带温度仅在80℃左右，负责对此处以下直到井底段进行冷却降温。

MW-3井从2011年6月1日到8月27日，完钻井深2101.5m。，生产套管下至1096.5m。热井剖面显示1250-1550m为冷却降温段。

MW-1、MW-2和MW-3三口井在1000-1600m都存在渗透带，可能与同一个主渗透性构造有关。

MW-4井完钻井深2177m，生产套管下至1094m。

MW-1和MW-2井岩性对比上并不吻合。MW-1钻遇的是后火山口熔岩，而MW-2钻遇的是前破火山口熔岩序列。MW-1有大量新的饱含硅质的好或中等砾状碱性粗面岩，夹少量凝灰质；而MW-2钻遇响岩和钠闪碱流岩中较老的流纹粗面岩经变质后的岩石。

图2 MW-1、MW-2和MW-3井位置

3 测试

MW-1、MW-4井做了流体测试：地下2000m处温度超过300℃，两相流体热焓值在1200-1500KJ/Kg，证明地下存在可利用蒸汽发电的地热源。MW-2井做了完井测试：显示渗透性很好。MW-1、MW-3、MW-4井做了温度压力测试：地下400m左右有水层，深层温度超过300℃。地化测量中，温度计算来自于5个喷气孔样品。H2S测温计（TH2S）测得温度279-296℃，而CO2测温计（TCO2）给出温度274-304℃。两种测温计测得温度相符很好，很清楚Menengai火山口之下的储层温度高于270℃。

4 电磁勘探

Menengai地区同时做过TEM测量和MT测量，图3.3表示在Menengai破火山口上布置测线的情况。

图3 TEM纵横测线部署图（左）和MT测线部署图（右）

由电阻率构造确定Menengai地热系统，在海拔1300m深处面积超过150km2。低阻盖层之下存在高阻核体，在北东破火山口边缘附近，低阻盖层海拔大约为1750m。根据电阻率推知，假设储层温度与岩石蚀变存在一种平衡关系，高阻核体的存在表示储层温度超过240-250℃。电阻率剖面显示，深处的低电阻与热源有关。

5 结语

综合地质、钻井、测试和电磁勘探结论，说明Menengai地热区有很好的前景。给定参考温度为170℃，利用蒙特卡洛方法计算Menengai破火山口地区电力产能30年内可达到40-570Mw，此后20年仍可稳产375Mw。

参考文献：

[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.

项目资助：中国石油天然气集团公司科技项目（项目编号：2012A-4906）