摘要
阜康矿区煤层气资源量丰富，开发前景广阔，论文选取阜康矿区西部试验区中20余口煤层气井为研究对象，利用GMS地下水模拟软件建立出研究区三维地质模型以及地下水流模型，使得研究区含水层空间分布可视化并分析了地下水水位变化情况;通过对煤层气井常规离子、微量元素、氢氧同位素以及14C、87Sr等放射性同位素测试分析，探讨地下水水文地球化学特征及地下水年龄，揭示常规离子与微量元素、同位素之间的关系，地下水来源和演化规律。主要认识如下: (1)研究区三维地质模型与地质构造响应良好，主要含水层构造呈北高南低状，向斜西南部有凹槽;研究区主要接受侧向补给，表现出矿区周边向矿井中心流动的特点，地下水流模型拟合结果良好，误差较小，模型能真实反映研究区水文地质条件。通过模型预报结果表明，地下水位下降明显，在现有开采条件下将持续下降。 (2)地球化学表征参数，如钠氯系数、镁钙系数、脱硫系数和变质系数等,表明研究区水体主要由陆相成因形成，同时受地表水渗入的影响较大，其变质程度很高，并长期处于弱氧化还原的环境当中。此外，地层的封闭条件良好，有利于煤层气的储存和保存。煤层水中保有152～180Ma的古水，δD和δ18O分布于全国大气降水线右侧，偏离标准海水值，表现出明显的同位素负漂移特征，指示地层水来源于大气降水和沉积水的混合。 (3)研究不同离子的年际变化规律，除排采初期受压裂液返排影响造Na+、Cl-随排采时间的变化趋势不明显外，Ca2+、Mg2+、HCO3-和SO42-变化均具有一定规律性，这与阳离子吸附作用和脱硫酸还原反应相关。 本论文开展阜康矿区煤层储层水含水特征研究，有助于加深对阜康矿区煤层储层水赋存、运移和演化特征的科学认识，有助于厘定阜康矿区储层水排采动态与煤层气井产能之间的关系，对提高煤层气井产量提供指导。
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