煤层气是一种新兴清洁能源,近十几年来煤层气产业快速发展,但也带来诸多泉域地下水环境问题.为研究煤层气开采对泉域地下水的影响,以山西省沁南区块东部煤层气开采区和辛安泉域为研究对象,结合泉域水文地质条件和煤层气开采工艺,分析煤层气开采对辛安泉域地下含水层、地下水水量、地下水水质和岩溶水系统的影响,提出具体对策.研究结果认为:(1)沁南区块东部煤层气开发项目位于沁水煤层气田中东部,与辛安泉域保护区相互重叠,煤层气的生产是通过排水、降压、脱附实现的,开采过程包括钻井、压裂及排采.(2)煤层气开采对地下含水层的影响主要体现在钻井和压裂环节,其开采将对浅层孔隙水含水层造成轻微影响,对深层的二叠系石千峰组、上石盒子组及山西组 3 号煤层含水层结构造成永久破坏.(3)煤层气开采对地下水水量的影响主要体现在钻井和排采环节,开采钻井时若操作不当可能导致区域浅层孔隙水水量减少,运行期会造成井区及周边山西组裂隙含水层水量减少、水位下降.(4)煤层气开采对地下水水质的影响主要来源于钻井废水、压裂废水及采出水.钻井废水可能会下渗影响井场周边浅层孔隙水水质;压裂废水会对山西组 3 号煤层中的裂隙水水质产生短期影响;在项目开发整个开采期内都会有采出水的排出,采出水主要存在下渗影响区域浅层孔隙水水质的现象,并随时间推移会沿导水构造向深层流动,污染泉域深层裂隙水及岩溶水.(5)项目开采目标煤层底板标高-320～-580 m,岩溶水水位标高-630～-645 m,属全区带压开采,煤层底板至奥陶系岩溶水含水层之间有石炭系太原组和本溪组相隔,开采过程不会导通到岩溶水含水层.煤层气开采不会直接影响辛安泉域岩溶地下水.针对影响有问题,从优化施工工艺、构建采出水处理系统及完善防渗系统等方面提出具体防治对策.研究结果为促进沁南区块东部煤层气产业绿色发展及泉域地下水保护提供参考.
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