晋城区煤层气井产气阶段排出水对环境的影响研究

2012-11-16王紫襄李明亮周晓婷

绿色科技 2012年9期

张强，王紫襄，李明亮，周晓婷，夏拓

（中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州221008）

1 引言

煤层气是由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层中的一种非常规天然气，其主要成分是甲烷，煤矿俗称为瓦斯。在煤层气的开采过程中，需采取排水降压以降低煤层中静压，这部分水量较大，而且持续时间较长，Rice和Fisher统计了美国多个地区单个煤层气井平均产水量［1］，在美国煤层气开采区，单井排水量为3.98～66.62m3／d，总气水比值为5.75m3／103m3，“十二五”规划我国煤层气地面井产气量160亿m3，每开采1000m3的煤层气排水量按照5.75m3计算，则煤层气开采排水量将高达0.92亿m3／年。

本文通过对沁水盆地的水样进行化验，对其可能造成的环境影响进行了相关研究。

2 水质分析

2.1 物理分析

经过对寺河、潘庄、樊庄等地的煤层气井排出水的水质分析和资料收集，水质物理分析结果见表1。

由表1可见，晋城区各煤层气井排出水的物理性质差别不大，多为无色透明状，无浑浊物，个别水质有少量悬浮物，口味为微咸或无味。

表1 晋城区水质物理分析结果

2.2 化学分析

经过对SHX104－1、PZP01－1、FZ－001、FZ006煤层气井排出水做的水样分析和资料收集，可以发现其中有K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、NH＋4、Cl－、F、SO2－4、HCO－3、CO2－3、NO－3、NO－2、OH－等离子，其中K＋、Na＋占到阳离子总量的92%～96%，其次为Ca2＋、Mg2＋，含微量Fe2＋、Fe3＋、NH＋4，阴离子以HCO－3为主，约占阴离子总量的85%～90%，其次为Cl－，再次为SO2－4、CO2－3，其中PZP01－1井含有F－，重金属离子中只对SHX104－1井做了Pb和Cu离子检测，分别0.94mg／L、0.02mg／L，研究区产气阶段排出水的 pH值范围为6～9，矿化度1500mg／L左右，总硬度较低，总体而言，采出水最明显的特征是高矿化度、高盐度。