【摘要】：根據(jù)產(chǎn)出水的礦化度、離子類型和離子質(zhì)量濃度化驗(yàn)結(jié)果,采用水化學(xué)、單因子方差分析等方法,研究了寺家莊井田陷落柱對煤層氣井產(chǎn)出水地球化學(xué)特征的影響,對陷落柱地區(qū)煤層氣的勘探開發(fā)具有參考價(jià)值。寺家莊井田煤層氣井產(chǎn)出水的平均礦化度為1 484 mg/L,屬微咸水,HCO_3-Na型。2014年4月和8月采集的井田北部煤層產(chǎn)出水樣平均礦化度較南部高,陷落柱在井田北部較發(fā)育,蒸發(fā)作用較強(qiáng),可能是導(dǎo)致井田北部產(chǎn)出水礦化度略高的原因之一。產(chǎn)出水礦化度隨煤層氣井排采時(shí)間增加略有增高且水型沒有改變,說明寺家莊井田煤層氣井在排水降壓過程中地下水未得到及時(shí)補(bǔ)給。不同構(gòu)造背景下煤層產(chǎn)出水的Na~+濃度無顯著差異,井田北部陷落柱區(qū)樣品282位于次級(jí)向斜軸部且臨近陷落柱,其Na+質(zhì)量濃度最大,平均值達(dá)462 mg/L,歸因于水動(dòng)力條件弱且較強(qiáng)的蒸發(fā)作用。
【圖文】：

第2期徐占杰等:寺家莊井田陷落柱對煤層氣井產(chǎn)出水地球化學(xué)特征的影響·51·莊井田產(chǎn)出水化學(xué)和區(qū)域構(gòu)造特征來研究煤層氣井產(chǎn)出水化學(xué)特征與地質(zhì)構(gòu)造(陷落柱、褶皺等)的關(guān)系，利用單因子方差分析方法對煤層氣井產(chǎn)出水地球化學(xué)特征進(jìn)行顯著性分析，結(jié)合區(qū)域地下水動(dòng)力條件和構(gòu)造特征，解釋其成因。圖1寺家莊井田采樣井口及陷落柱分布位置Fig.1ThelocationofCBMsamplingwellsandkarsticcollapsecolumnsinSijiazhuang1水文地質(zhì)背景水文地質(zhì)條件是煤層氣富集和開發(fā)的最活躍因素[10]。寺家莊井田屬海河流域子牙河支流—滹沱河水系，屬于娘子關(guān)水文地質(zhì)單元。娘子關(guān)水文地質(zhì)單元出露碳酸鹽巖，出露面積占總面積的25.6%，碳酸鹽巖埋藏面積占58.2%，非巖溶面積占15.7%。寺家莊井田煤層氣井排采產(chǎn)出水以太原組地下水為主。太原組下部為奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層，灰?guī)r巖溶極發(fā)育，富水性強(qiáng)，據(jù)鉆孔資料，主要含水段水位標(biāo)高在138~425m，隨深度的增加，富水性程度逐漸減弱。灰?guī)r裸露區(qū)主要接受大氣降水的直接入滲補(bǔ)給，其次為河流的滲漏及少量裂隙水，河流沿岸的第四系松散層空隙水補(bǔ)給。奧陶系巖溶含水層透水性較強(qiáng)，為一具有統(tǒng)一水位的綜合含水體，，具有完整的水動(dòng)力常桃河以南為巖溶水系統(tǒng)的主要補(bǔ)給徑流區(qū)，巖溶水自南向北流動(dòng)，東部灰?guī)r裸露區(qū)大氣降水入滲后沿巖層傾向分散向西流動(dòng)至低水位帶內(nèi)，形成南部地區(qū)巖溶地下水主要匯水通道和強(qiáng)徑流帶。寺家莊井田煤層氣井分布于桃河以南，故屬于補(bǔ)給徑流區(qū)。寺家莊井田主要包括中奧陶統(tǒng)巖溶裂隙含水層、上石炭統(tǒng)太原組灰?guī)r巖溶含水層、山西組砂巖裂隙含水層組、石盒子組砂巖裂隙含水組以及全新統(tǒng)砂礫含水層。井田內(nèi)巖溶發(fā)育不均一，連通性較差，且太原組15號(hào)煤層大部分高于奧灰?

第2期徐占杰等:寺家莊井田陷落柱對煤層氣井產(chǎn)出水地球化學(xué)特征的影響·53·圖2寺家莊井田不同月份產(chǎn)出水水型Fig.2ThewatertypesofcoalbedmethaneproducedwaterfromSijiazhuangindifferentmonth柱較南部發(fā)育，雖然陷落柱對地下水的運(yùn)移和補(bǔ)給影響大，但陷落柱形成較早或者不導(dǎo)水，對產(chǎn)出水的化學(xué)成分影響甚微。為了研究陷落柱是否對地下水化學(xué)成分產(chǎn)生影響，運(yùn)用單因子方差分析方法對產(chǎn)出水的離子質(zhì)量濃度進(jìn)行顯著性分析。3.3.1數(shù)學(xué)模型單因子方差分析統(tǒng)計(jì)模型為[12]：設(shè)因素A取r個(gè)不同水平A1,A2,···,Ar，此時(shí)相當(dāng)于有r個(gè)總體X1,X2,···,Xr，且Xi~N(μi,σ2)(i=1,2,···,r)。在水平Ai下，進(jìn)行ni(ni≥2)次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，且假定這r個(gè)樣本相互獨(dú)立，因此有Xij~N(μi,σ2)(j=1,2,···,ni；i=1,2,···,r)(1)所有Xij為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，且相互獨(dú)立，整理成表3。令εij=Xij-μi(j=1,2,···,ni；i=1,2,···,r)。εij為隨機(jī)誤差，是在水平Ai下第j次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差。即表3單因子方差分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表Table3One-wayvariancestatistics水平不同水平下的實(shí)驗(yàn)次數(shù)12…niA1X11X12…X1n1A2X21X22…X2n2……………ArXr1Xr2…XrnrXij=μi+εij(j=1,2,···,ni；i=1,2,···,r)(2)檢驗(yàn)的假設(shè)為H0：μ1=μ2==μr。表4為單因子方差分析表，其中，ST為總偏差平方和，Se為實(shí)驗(yàn)誤差平方和，SA=ST-Se為因素A的偏差平方和。表4單因子方差分析表Table4One-wayvariancestatisticsmethod方差來源平方和S自由度f方差sF值因素A?

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1 竇隨兵;姬乃強(qiáng);;王坡煤礦陷落柱發(fā)育特征及其對煤層氣開發(fā)的影響[J];煤田地質(zhì)與勘探;2013年02期

本文編號(hào)：2579568