山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案

態(tài)保護(hù)修復(fù)二〇二一年八月態(tài)保護(hù)修復(fù)申請單位：中國石油天然氣股份有限公司編制單位：山西晉原智誠規(guī)劃咨詢有限公司項目負(fù)責(zé)：呂雪燕項目編制：文君程子龍李榮榮項目審核：李哲編制日期二〇二一年八月I前言 1一、方案編制背景 1二、編制依據(jù) 1三、方案適用年限 3四、編制工作概況 3第一章概況 5一、區(qū)塊地理位置 5二、煤層氣資源概況 7三、煤層氣田開采歷史及現(xiàn)狀 11第二章煤層氣田基礎(chǔ)信息 12一、自然地理 12二、地質(zhì)環(huán)境背景 23三、開采區(qū)及開采活動影響區(qū)土地利用現(xiàn)狀 40第三章煤層氣資源開發(fā)利用 46一、開發(fā)方案簡述 46二、主要開采工藝技術(shù) 58三、“三率”指標(biāo)評估 114四、與非油氣礦產(chǎn)的協(xié)調(diào)開發(fā) 115第四章生態(tài)環(huán)境影響評估 116一、生態(tài)環(huán)境影響評估范圍 116二、地質(zhì)災(zāi)害、含水層破壞和水環(huán)境污染現(xiàn)狀分析及預(yù)測評估 118三、地形地貌景觀影響和破壞及土地?fù)p毀現(xiàn)狀分析與預(yù)測評估 139四、地質(zhì)環(huán)境治理分區(qū)與土地復(fù)墾范圍 158第五章生態(tài)環(huán)境治理可行性分析 165一、地質(zhì)災(zāi)害、含水層破壞及水環(huán)境污染治理可行性分析 167二、地形地貌景觀影響和破壞治理及土地復(fù)墾可行性分析 168第六章生態(tài)環(huán)境治理及監(jiān)測工程 185一、治理工程 185II二、監(jiān)測工程 233第七章生態(tài)環(huán)境治理工作部署 241一、總體工作部署 241二、階段實施安排 242三、年度工作安排 244第八章經(jīng)費(fèi)估算與進(jìn)度安排 247一、經(jīng)費(fèi)估算依據(jù) 247二、煤層氣開發(fā)經(jīng)費(fèi)估算 252三、地質(zhì)環(huán)境治理工程經(jīng)費(fèi)估算 253四、土地復(fù)墾工程經(jīng)費(fèi)估算 260五、總費(fèi)用匯總與年度安排 278第九章保障措施與效益分析 280一、組織保障 280二、技術(shù)保障 280三、資金保障 281四、監(jiān)管保障 284五、公眾參與 284六、土地權(quán)屬調(diào)整方案 289第十章結(jié)論與建議 293一、主要結(jié)論 293二、問題與建議 294山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案1前言鄂東煤層氣田石樓北區(qū)自1992年開始開展煤層氣勘探研究以來，在區(qū)內(nèi)實施了二維地震，煤層氣探井，對區(qū)內(nèi)的煤層氣地質(zhì)特征有了較為深入的認(rèn)識，特別是區(qū)塊東北部區(qū)域。2020年9月，區(qū)塊東北部中1-中2井區(qū)煤層氣探明儲量新增報告并通過自然資源部審查，并于2021年1月12日獲得備案，成功提交煤層氣探明儲量315.22億立方米。按照《山西省自然資源廳關(guān)于煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案編制及評審工作的通知》(晉自然資函〔2019〕861號)文的要求，同時為了促進(jìn)煤層氣資源的合理開發(fā)利用和經(jīng)濟(jì)社會、資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，保證煤層氣公司認(rèn)真履行礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾的義務(wù)，為上級監(jiān)管部門提供技術(shù)依據(jù)。本方案依據(jù)相關(guān)政策法規(guī)、規(guī)程規(guī)范、儲量報告、土地利用現(xiàn)狀和永久基本農(nóng)田分布圖、耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)庫以及實地調(diào)查數(shù)據(jù)等編制，具體如下：(一)政策法規(guī)1、《礦山地質(zhì)環(huán)境防治規(guī)定》國土資源部令第44號(2009年5月1日起執(zhí)行)；實施)；3、《山西省煤層氣勘查開采管理辦法》山西省人民政府令第273號(20204、《關(guān)于做好礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案編制審查及有關(guān)工作的通知》(國土資廳發(fā)〔2009〕61號)；5、《國土資源部關(guān)于加強(qiáng)對礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方案審查的通知》(國土資發(fā)〔1999〕98號)；6、《國土資源部辦公廳關(guān)于印發(fā)油氣勘查實施方案及開發(fā)利用方案編寫大綱的通知》(國土資規(guī)〔2016〕18號)7、《山西省自然資源廳關(guān)于煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案2編制及評審工作的通知》(晉自然資函〔2019〕861號)8、《山西省礦山環(huán)境治理恢復(fù)基金管理辦法》晉政發(fā)〔2019〕3號文。(二)規(guī)程規(guī)范1、GB/T34547-2017,煤礦區(qū)煤層氣地面抽采效果檢測與評價[S].12、GB/T29119-2012,煤層氣資源勘查技術(shù)規(guī)范[S].3、GB/T28754-2012,煤層氣(煤礦瓦斯)利用導(dǎo)則[S].4、SY6921-2012,煤層氣井排采安全技術(shù)規(guī)范[S].5、SY6924-2012,煤層氣測井安全技術(shù)規(guī)范[S].6、SY6922-2012,煤層氣井下作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范[S].7、DZ/T0216-2010,煤層氣資源/儲量規(guī)范[S].8、DZ/T0249-2010,煤層氣田開發(fā)方案編制規(guī)范[S].9、AQ1081-2010,煤層氣地面開采防火防爆安全規(guī)程[S].10、AQ1082-2010,煤層氣集輸安全規(guī)程[S].11、《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案編制規(guī)范》DZ/T0223—2011；12、《地質(zhì)災(zāi)害危險性評估規(guī)范》(DZ/T0286—2015)，2015.9；13、《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0220—2006)，2006.9；14、《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T32864—2016)，2016.3；15、《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》(DZ/T0219—2006)，2006.9；16、《崩塌、滑坡、泥石流監(jiān)測規(guī)范》(DZ/T0221—2006)，2006.9；17、《土地利用現(xiàn)狀分類》GB/T21010—2017；18、《工程勘查設(shè)計收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)》(國家計委、建設(shè)部〔2002〕10號)；19、《國家發(fā)展改革委員會、建設(shè)部關(guān)于印發(fā)〈建設(shè)工程監(jiān)理與相關(guān)服務(wù)收費(fèi)管理規(guī)定〉的通知》(發(fā)改價格〔2007〕670號)；20、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330—2013)；21、《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》(GB12719—1991)；22、地下水監(jiān)測規(guī)范(SL183—2005)；23、中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306—2015)。24、《土地開發(fā)整理項目規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》(TD/T1012—2017)；25、《耕地后備資源調(diào)查與評價技術(shù)規(guī)程》(TD/T1007—2003)；26、《土地開發(fā)整理項目預(yù)算定額標(biāo)準(zhǔn)》(財綜〔20011〕128號)；山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案327、《土地復(fù)墾方案編制規(guī)程》(TD/T1013—2011)；28、《油氣礦產(chǎn)資源儲量分類》(GB/T19492—2020)。(三)技術(shù)資料2、中石油煤層氣有限責(zé)任公司2021年7月編制的《鄂東氣田石樓北區(qū)塊中中石油煤層氣有限責(zé)任公司2021年1月編制的《山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)山西組(P1s)3+4+5#煤層和太原組(P1t)8+9#煤層煤層氣探明儲量新增報告》；3、中石油煤層氣有限責(zé)任公司提供的基礎(chǔ)資料；4、柳林縣《土地利用總體規(guī)劃(2006-2020年)調(diào)整方案》；5、柳林縣第二次土地調(diào)查成果數(shù)據(jù)(2018年度地籍變更數(shù)據(jù)及相關(guān)資料)。6、中陽縣《土地利用總體規(guī)劃(2006-2020年)調(diào)整方案》；7、中陽縣第二次土地調(diào)查成果數(shù)據(jù)(2018年度地籍變更數(shù)據(jù)及相關(guān)資料)。8、《柳林縣地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃(2016-2020)》；9、《中陽縣地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃(2016-2020)》；10、《石樓縣地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃(2016-2020)》；石樓北區(qū)塊中1-中2井區(qū)為新建氣田，其方案涉及的服務(wù)年限根據(jù)可采服務(wù)年限確定。本方案編制基準(zhǔn)年為2021年，其中復(fù)墾資料基準(zhǔn)年為2018年。石樓上3年復(fù)墾及管護(hù)期，則其開發(fā)利用與生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案服務(wù)年限共計33年，總服務(wù)年限自2021年起至2053年止。2021年4月我公司受中石油煤層氣有限責(zé)任公司委托后，立即調(diào)配組織技術(shù)人員著手該方案的編制。依據(jù)文件《山西省自然資源廳關(guān)于煤層氣資源開發(fā)利區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案編制及評審工作的通知》(晉自然資函〔2019〕861號)要求，將煤層氣開發(fā)利用、地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理、土地復(fù)墾、生態(tài)修復(fù)四個方面內(nèi)容整合，統(tǒng)籌編制，主要工作程序為：資料收集→野外調(diào)查→室內(nèi)編制。山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案42021年8月編制完成了《山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案》。5第一章概況(一)地理位置石樓北區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地東緣晉西撓褶帶中段，屬于河?xùn)|煤田中段離柳礦區(qū)西部的三交-柳林單斜含煤區(qū)，北與柳林區(qū)塊相接，南臨石樓西區(qū)塊，東靠呂梁山，西為子洲-清澗區(qū)塊。黃河從區(qū)塊西側(cè)穿過，行政上隸屬于山西省呂梁市柳林、石樓、中陽三縣。(二)交通狀況區(qū)內(nèi)交通便利，以公路為主，鐵路僅有孝(義)-柳(林)鐵路從區(qū)塊北部邊緣穿過；307國道自東向西穿過本區(qū)，大體與307國道平行的交城縣到陜西吳堡的高速公路已修至呂梁市離石區(qū)，距省會太原約220km。經(jīng)307國道和高速公路向東可連通山西省的南北公路大動脈大(同)-運(yùn)(城)高速公路，向西可達(dá)陜西省。區(qū)塊內(nèi)有省級、縣級公路連接各主要村鎮(zhèn)，由于該地區(qū)河流及溝谷多為東西向，因此，東西方向較南北向道路條件好(見圖1-1)。圖1-1石樓北區(qū)塊交通位置圖(三)申請采礦許可范圍山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案6石樓北區(qū)塊與武家莊區(qū)塊原屬于兩個區(qū)塊，自2016年起中石油煤層氣有限責(zé)任公司將將兩個區(qū)塊合并，作為一個整體進(jìn)行勘探開發(fā)，統(tǒng)一稱為石樓北區(qū)塊，因此本方案下文統(tǒng)一將石樓北-武家莊區(qū)塊簡稱為石樓北區(qū)塊。本次申報新立采礦權(quán)位于石樓北區(qū)塊東北部，與探明儲量區(qū)一致，其范圍見表1-1采礦權(quán)申報范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)序號CGCS2000坐標(biāo)系經(jīng)緯度X(m)Y(m)BL12345678920212223242572627282930313233343536373839404142二、煤層氣資源概況(一)申請設(shè)立采礦權(quán)基本情況本次申報采礦權(quán)區(qū)(以下簡稱“申報區(qū)”)與探明儲量區(qū)一致，該區(qū)2020新增煤層氣探明含氣面積171.91km2。本次申請新立采礦權(quán)，申請項目名稱為“山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣開采”，申請面積為171.91km2，申請年限30年(2021年-2050年)。原所在勘查項目名稱為“山西石樓北－武家莊區(qū)塊煤層氣勘查”，證號T1400002021011010056160，勘查面積表1-2采礦權(quán)申請基本信息表項目采礦權(quán)名稱山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣開采采礦權(quán)性質(zhì)新立山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案8中國石油天然氣股份有限公司所在探礦權(quán)的項目名稱及證號山西石樓北-武家莊區(qū)塊煤層氣勘查T1400002021011010056160登記面積(平方千米)171.91生產(chǎn)設(shè)計規(guī)模5.0億申請年限(年)30石樓北區(qū)塊位于河?xùn)|煤田中部，該地區(qū)正規(guī)的煤炭勘查始于上世紀(jì)50年代，區(qū)塊及相鄰區(qū)域經(jīng)歷了詳實的勘探工作，其煤炭勘探簡史如下：(1)1956年山西省地質(zhì)廳燃料地質(zhì)隊(212隊)在河?xùn)|煤田的中段和北段進(jìn)行地質(zhì)普查測量，填有1/5萬地質(zhì)圖。(2)1959年，地礦部門在柳林勘探區(qū)進(jìn)行了精查工作，同年10月148煤田勘探隊提交了《柳林勘探區(qū)地質(zhì)勘探最終報告》。(3)1958年山西省地質(zhì)廳212隊在青龍城區(qū)進(jìn)行勘探工作，同年9月將資料移交148隊，1959年12月148隊提交了《河?xùn)|煤田青龍城區(qū)普查勘探地質(zhì)報告》。(4)1989年5月—1992年6月，山西煤田地質(zhì)勘探148隊在青龍城區(qū)進(jìn)行詳查勘探工作，提交了《山西省河?xùn)|煤田離柳礦區(qū)青龍城區(qū)詳查地質(zhì)報告》。(5)2003年1月—2003年9月，山西省煤炭地質(zhì)148勘查院在高家莊勘查區(qū)進(jìn)行了勘探工作，9月提交了《山西省中陽縣高家莊井田詳查地質(zhì)報告》。(6)2004年1月—2004年12月，山西省煤炭地質(zhì)148勘查院在郭家溝勘查區(qū)進(jìn)行了勘探工作，2006年2月提交了《山西省河?xùn)|煤田柳林縣郭家溝井田勘探地質(zhì)報告》。(7)2006年6月—2007年4月，山西省煤炭地質(zhì)勘查研究院在石樓北區(qū)內(nèi)進(jìn)行勘探研究工作，提交了《山西省石樓北區(qū)塊聯(lián)合地質(zhì)研究》。(8)2008年4月—2009年12月，山西省煤炭地質(zhì)勘查研究院在高家溝勘查區(qū)進(jìn)行了普查工作，2012年10月提交了《山西省河?xùn)|煤田柳林縣高家溝勘查區(qū)煤炭普查地質(zhì)報告》。(9)2008年5月—2009年8月，山西省煤炭地質(zhì)148勘查院在高家莊勘查山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案9區(qū)進(jìn)行了勘探工作，2009年11月提交了《山西省河?xùn)|煤田柳林縣石盤村勘查區(qū)煤炭普查地質(zhì)報告》。(10)2008年9月—2011年1月，山西省煤炭地質(zhì)148勘查院在吳家峁勘查區(qū)進(jìn)行了勘探工作，2011年8月提交了《山西省河?xùn)|煤田中陽縣吳家峁井田煤炭勘探地質(zhì)報告》。(11)2011年9月—2013年3月，山西省煤炭地質(zhì)144勘查院對沙曲礦范圍內(nèi)的資源儲量進(jìn)行核實，并于3月提交了《山西省河?xùn)|煤田離柳礦區(qū)沙曲礦煤炭資源儲量核實報告》。歷年的煤炭勘查做了大量的地質(zhì)研究工作，使得對區(qū)塊內(nèi)，特別是包含探明儲量區(qū)在內(nèi)的東部區(qū)域的構(gòu)造情況、煤層發(fā)育情況、主力煤層特征等歷年來區(qū)塊及近范圍內(nèi)的煤炭地質(zhì)工作見表1-3。表1-3石樓北區(qū)塊及相鄰區(qū)域以往主要煤田地質(zhì)工作一覽表工作區(qū)名稱施工單位報告提交時間1離石幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查地礦局區(qū)調(diào)隊2河?xùn)|煤田柳林區(qū)地質(zhì)勘探最終報告(精查)148隊3河?xùn)|煤田青龍城區(qū)普查勘探地質(zhì)報告148隊4山西省河?xùn)|煤田離柳礦區(qū)青龍城區(qū)詳查地質(zhì)報告148隊1992.065山西省中陽縣高家莊井田詳查地質(zhì)報告148隊2003.096山西省河?xùn)|煤田柳林縣郭家溝井田詳查地質(zhì)報告148隊2004.067山西省石樓北區(qū)塊聯(lián)合地質(zhì)研究山西省煤炭地質(zhì)勘查研院2007.048山西省河?xùn)|煤田柳林縣高家溝勘查區(qū)煤炭普查地質(zhì)報告山西省煤炭地質(zhì)勘查研院9山西省河?xùn)|煤田柳林縣石盤村勘查區(qū)煤炭普查地質(zhì)報告148隊山西省河?xùn)|煤田中陽縣吳家峁井田煤炭勘探地質(zhì)報告144隊2011.08山西省河?xùn)|煤田離柳礦區(qū)沙曲礦煤炭資源儲量核實報告144隊2013.032、煤層氣勘探開發(fā)歷程石樓北區(qū)塊內(nèi)煤層氣勘探研究始于90年代初期，按照油氣勘探開發(fā)階段的劃分標(biāo)準(zhǔn)，石樓北區(qū)塊的煤層氣勘探歷程分為二個階段：(1)預(yù)探階段(1992年—2013年)該階段主要是外方勘探及對外合作階段。山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案1992年，美國安然石油天然氣國際公司(ENRON)與華晉焦煤公司和原地礦部華北石油局(NCB)在石樓地區(qū)合作勘探開發(fā)煤層氣，1996年在區(qū)塊中部鉆了兩口探井(SH1，SH2)，獲得了含氣量、滲透率、儲層壓力等參數(shù)。1997年初，阿科中國公司(ARCO)作為合作者參加了該區(qū)煤層氣勘探工作，在1997年阿科購買了安然公司在該區(qū)塊的所有權(quán)益并與中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司(CUCBM)簽定了石樓區(qū)塊產(chǎn)品分成合同。阿科接手后，1997年~1998年在區(qū)塊東北部實施了4口煤層氣井，并進(jìn)行了水力壓裂改造及排采試驗。排采從1998年11月開始，持續(xù)到1999年5月，取得了寶貴的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。2006年實施了SLB-V01C和SLB-V02C兩口煤層氣參數(shù)井，進(jìn)一步認(rèn)識了區(qū)內(nèi)煤層氣地質(zhì)條件及儲層特征。2008年—2013年，殼牌中國作為合作者在區(qū)內(nèi)實施了4口煤層氣參數(shù)井及6口煤層氣水平井，并對其中6口水平井進(jìn)行了排采試驗，取得了顯著的排采效(2)評價階段(2013年至今)該階段是中石油煤層氣公司獨(dú)立自營階段。2013年至今，在中國石油天然氣集團(tuán)公司和中國石油天然氣股份有限公司的統(tǒng)一部署下，對石樓北區(qū)塊進(jìn)行了有序勘探和試采評價，投入了大量的實物工作量，為該區(qū)提交新增煤層氣探明儲量打下了堅實的基礎(chǔ)：截至目前，累計在石樓北區(qū)塊內(nèi)完成二維地震測線277.11km，測網(wǎng)密度8×8km；累計完成煤層氣井35口，其中探井16口、井組3個/13口、水平井6口；累計壓裂22口，累計排采26口，獲得工業(yè)氣流下限井9口。叢式井單井穩(wěn)定產(chǎn)氣量突破1000m3/d，水平井單井穩(wěn)定產(chǎn)氣量突破3000m3/d，試采效果良好。目前石樓北尚處勘探期，未進(jìn)入開發(fā)階段。2020年9月，石樓北區(qū)塊成功提交了新增煤層氣探明儲量，《山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)二疊系下統(tǒng)山西組(P1s)3+4+5號煤層和太原組(P1t)8+9號煤層煤層氣探明儲量新增報告》通過自然資源部審查，并于2021年1月12日獲得備案，礦產(chǎn)資源儲量評審備案文號“自然資儲備字〔2021〕12號”。石樓北區(qū)塊煤層氣探明儲量情況見表1-4。山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案表1-4截至2021年5月申請區(qū)塊內(nèi)儲量及產(chǎn)量情況年度層位礦權(quán)面積(平方千米)探明儲量來源地質(zhì)儲量(億立方米)技術(shù)可采(億立方米)經(jīng)濟(jì)可采(億立方米)2020P1s171.91111.3355.6735.40自然資儲備字〔2021〕12號P1t1719120389101946670小計171.91315.22157.61合計171.91315.22157.61累計產(chǎn)量(億立方米)/目填寫此部分剩余儲量(億立方米)////產(chǎn)能(億立方米/年)5申請年限(年)30三、煤層氣田開采歷史及現(xiàn)狀截至目前，申請申報區(qū)內(nèi)累計實施排采井21口，達(dá)到單井產(chǎn)量下限標(biāo)準(zhǔn)(1000m3/d)9口。208口地面瓦斯抽采井均勻分布在區(qū)內(nèi)，168口井產(chǎn)氣，其中7口井單井產(chǎn)量達(dá)到下限標(biāo)準(zhǔn)(1000m3/d)。開發(fā)簡況見表1-5。表1-5石樓北區(qū)塊油氣田開發(fā)簡況表項目產(chǎn)能分布層系山西組3+4+5號煤、太原組8+9號煤目前年產(chǎn)量(萬噸/億立方米)0.4億方地層壓力(MPa)可采儲量累計采出程度(%)2.5%鉆井總數(shù)(口)229山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案第二章煤層氣田基礎(chǔ)信息一、自然地理(一)氣象中陽縣境內(nèi)屬暖溫帶大陸性氣候，受季風(fēng)影響，四季分明。據(jù)中陽縣氣象站1985~2020觀測資料，全年平均日照時數(shù)達(dá)2630.1小時，日照率60%。年平均以1月份為最冷，月均氣溫-7.5℃，極端最低氣溫-26.3℃；水量的3.8倍，年最大蒸發(fā)量2134.8mm，年最小蒸發(fā)量1667.2mm。一般在霜期165年最小降水量351.0mm；7~8月降水量244.1mm，占全年降水量的47.1%，為全年降水量最多的月份；多年逐月平均最大降水量122.7mm(8月份)，多年逐mm3164.7℃。柳林縣地處晉西北黃土高原，為大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，屬暖溫帶半干旱地區(qū)。氣溫變化晝夜懸殊，四季分明。冬春兩季多西北風(fēng)少雨雪，而夏季雨量較為集中，有時會發(fā)生洪水災(zāi)害。據(jù)柳林縣氣象局1981~2020年氣象觀測資料，氣壓：12月份最高，平均值為928.8mb，7月份最低，平均值為910.6mb，全年平均值為920.1mb。年平均氣溫為10.5℃，1月份氣溫最低,平均氣溫為-6.9℃，極端最低氣溫為-21℃(1984年12月24日)；7月份氣溫最高，平均氣溫為24.6℃，極端最高氣溫達(dá)38.1℃(1985年7月18日)。最高氣溫月平均值與最低氣溫月平均值相差31.5℃。一般在10月中旬氣溫降至0℃，在翌年4月中旬氣溫回升至0℃。評估區(qū)多年(1975-2019年)平均降雨量為468.5mm，歷史上年最大降水量680.6mm(2003年)，日最大降水量為83.9mm(1987年8月26日)，一小時最大降水量49.3mm(1994年8月5日20：52－21：52)，十分鐘最大降水量28.6mm(1994年8月5日21：38－21：48)。降水多集中于6—9月份，占全年總降水量的60％。多年平均蒸發(fā)量為1888.7mm，年蒸發(fā)量最高為2171.7mm山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案(1982年)，最低為1766.2mm(1988年)，其中4~8月份月蒸發(fā)量最大。多平均值為2.5m/s，最大月平均值為3.1m/s，最小月平均值為2.2m/s，3~5月風(fēng)速最大，8月風(fēng)速最小。歷年最大風(fēng)速為27~28m/s。初霜期在10月上旬，終霜期在翌年3月底。年平均無霜期為194d。井田內(nèi)最大凍土深石樓縣屬溫帶大陸半干旱性氣候，受季風(fēng)影響，一年四季分明，晝夜溫差大，春季干旱多風(fēng)，夏秋炎熱，秋季涼爽，冬季嚴(yán)寒。據(jù)石樓縣氣象站1978-2019年氣象資料，多年平均氣溫7.3℃，最高氣溫35.4℃(2005年6月22日)，最低氣溫-24.1℃(2009年1月23日)；多年平均≥10°的有效積溫為2687.12℃；雨量集中在7、8、9月三個月份，多年平均降水量569.4mm，年最大降水量836.1mm(1988年)，年最小降水量303.6mm (1997年)。最長連續(xù)降水日數(shù)14天，雨量達(dá)139mm(1978年8月26~9月8 分~6時05分)，10分鐘最大降水量21.3mm(1988年7月15日5時20分~5時29分)，5分鐘最大降水量13.9mm(1979年7月1日)；多年最大1次降水量129.8mm(2004年7月26日~7月30日)。年蒸發(fā)量1482~1814mm，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降雨量。年日照時數(shù)2741.8小時。無霜期平均為154天，最長為181m風(fēng)向為西南風(fēng)，冬季多西風(fēng)，夏季多西南風(fēng)，年平均風(fēng)速為3.1m/秒。(二)水文項目所在地區(qū)位于黃河?xùn)|岸，屬呂梁山系，地處呂梁山中段西部，為典型的黃土高原地貌，地勢東、南高，西、北低，地表侵蝕切割劇烈，地表水系隨地形形態(tài)發(fā)育。區(qū)域內(nèi)河流屬黃河水系，呈樹枝狀分布，黃河為主干河流，較大的支流有三川河、屈產(chǎn)河、留譽(yù)河，黃河從區(qū)域西緣自北向南流過。本區(qū)塊屬柳林泉域，著名的柳林泉出露于柳林縣城東的三川河河谷中，以泉群的形式出露，大小泉點(diǎn)近百個，泉口標(biāo)高790~801m，據(jù)1956~2000年資料，泉群年平均流量3.31m3/s，屬于天然衰減型巖溶大泉。據(jù)分析，泉流量變化與前2~3年的降水量相關(guān)。山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案區(qū)塊內(nèi)三川河谷為主干河谷。此外，還有多條NW向溝谷有季節(jié)性水流匯入黃河與三川河。沖溝兩側(cè)及谷底基巖零星出露，沖溝與黃土梁、垣、峁、丘相間分布，屬典型的黃土丘陵地貌，黃土常形成陡崖、殘柱及陷穴等地貌。三川河是黃河的一級支流，三川河包括北川河、南川河、東川河，三河在離石匯合后稱三川河。北川河是三川河的主流，發(fā)源于方山縣東北部的赤堅嶺，向南流至離石城西南與東川河匯合。三川河河長168km，流域面積4161km2，河道縱坡4.14‰。枯水期平均流量為0.041m3/s，歷年最大洪峰流量為649m3/s該河流經(jīng)黃土丘陵溝壑區(qū)，水土流失嚴(yán)重，河流含沙量很高。礦區(qū)內(nèi)較大的溝谷有兩條，全部為北西-南東向，溝谷內(nèi)常年無水，只在雨季降雨之后有短暫的流水。圖2-1石樓北區(qū)塊地表水系示意圖(三)地形地貌本區(qū)塊位于西北黃土高原地帶，大部分被黃土覆蓋，由于河流的沖刷作用，溝壑縱橫，地形破碎?？傮w地形形態(tài)為南北高，西部與中部低。管線途經(jīng)的地貌主要有中低山區(qū)山梁頂部區(qū)、斜梁頂部區(qū)、斜坡地帶區(qū)及沖溝溝谷區(qū)，沿線覆蓋層較薄，三疊系砂巖(夾泥巖)普遍出露，地形起伏較大，地勢總體南高北低，山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案圖2-1石樓北區(qū)塊地形衛(wèi)星影像圖圖2-2石樓北區(qū)塊地形地貌礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有井場9處。井場具有占地分散、單個井場占地面積較小等特點(diǎn)，各井場地表形態(tài)基本相似，現(xiàn)將各處工業(yè)場地及排矸場地形地貌分別描述如下：NSL-01P井場位于上莊村西部約1.65km的一處溝谷內(nèi)的緩坡之上，占地面積469m2，地面標(biāo)高為952m，場地周邊均已整平，邊坡高度0.5-2m，無高陡邊坡分布。NSL-04井場位于金家莊村北部約0.78km的一處溝谷內(nèi)的緩坡之上，占地面積425m2，地面標(biāo)高為948m，場地周邊均已整平，邊坡高度0.5-2m，無高陡邊坡分布。照片2-4NSL-01P井場照片2-5NSL-04井場NSL-04P井場位于福祿峪村西南部約1.50km的一處溝谷內(nèi)的斜坡之上，占地面積2158m2，地面整平標(biāo)高為1035m，場地周邊均已整平，邊坡高度2m，無高陡邊坡分布。NSL-06P井場位于明家煙村北部約0.65km的一處溝谷內(nèi)的緩坡之上，占地面積2781m2，地面標(biāo)高為933m，場地周邊均已整平，邊坡高度0.5-2m，無高陡邊坡分布。照片2-6NSL-04P井場照片2-7NSL-06P井場中1-1井場位于劉家圪垛村東南部約0.32km的一處溝谷內(nèi)的緩坡之上，占地面積409m2，地面標(biāo)高為1030m，場地周邊均已整平，邊坡高度0.5-2m，無高陡邊坡分布。中3井場位于王家?guī)X村西南部約0.83km的一處溝谷內(nèi)的緩坡之上，占地山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案面積347m2，地面標(biāo)高為1010m，場地周邊均已整平，邊坡高度0.5-2m，無高陡邊坡分布。照片2-9中3井場金試1井場位于王家?guī)X村東北部約1.01km的一處溝谷內(nèi)的緩坡之上，占地面積1561m2，地面標(biāo)高為970m，場地周邊均已整平，邊坡高度0.5-2m，無高陡邊坡分布。金試2井場位于中嵋芝村西南部約1.53km的一處山脊的緩坡之上，占地面積3319m2，地面標(biāo)高為1100m，場地周邊無邊坡分布。金試3井場位于福祿峪村北部約0.50km的一處溝谷的緩坡之內(nèi)，占地面積328m2，地面標(biāo)高為990m，場地周邊均已整平，邊坡高度0.5-3m，無高陡邊坡分布。照片2-10金試1井場照片2-11金試2井場山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案照片2-11金試3井場(四)植被本區(qū)植被區(qū)劃屬暖溫帶落葉闊葉林帶，常見的植物有19科40余種，植被覆30%。草本植被：莎草科有苔草、大莎科等；禾本科有針矛、野古草、黃貝草、白羊草等；豆科有山野豌豆、胡枝子、歪頭菜、草木犀等；雜草類種類繁多，主要有艾、山馬蘭、鐵桿蒿、米蒿、車前子等。喬木類有松、柏、楊、柳、與、榆、椿、桐、棗、梨、桃、李等；灌木類有荊條、擰條、沙棘、酸棗、紫穗槐、胡枝子、黃刺玫等。(五)土壤項目區(qū)內(nèi)土壤類型以黃綿土為主，黃綿土是由黃土母質(zhì)經(jīng)直接耕種而形成的一種幼年土壤。因土體疏松、軟綿，土色淺淡，故名。實質(zhì)為土質(zhì)初育土。其主要特征是，剖面發(fā)育不明顯，僅有A層及C層，且二者之間無明顯界限；土壤侵蝕嚴(yán)重。黃綿土的剖面為A－C土體構(gòu)型。在自然植被下，具有有機(jī)層，厚度10~cmYR灰棕色(風(fēng)干土10YR3/3)，粒狀、團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)，其下為母質(zhì)層，稍有碳酸鈣的淋溶淀積。通常林地比草地有機(jī)質(zhì)層厚，有機(jī)質(zhì)含量高，顏色暗，結(jié)構(gòu)發(fā)育好。在耕作條件下，黃綿土因侵蝕較強(qiáng)，耕層比較薄，一般15cm左右，有的陡坡耕地不足10cm，顏色為淡灰棕色(風(fēng)干土10YR6/4)，碎塊狀結(jié)構(gòu)，耕層以下為黃土母質(zhì)層，略有犁底層發(fā)育。耕地土壤耕作層厚度一般25~30cm，黃褐色，質(zhì)地為輕壤-中壤，多為粒狀山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案到細(xì)核狀結(jié)構(gòu)、表層疏松下部稍緊實，分布大量作物根系，有機(jī)質(zhì)含量為9.25g/kg；心土層厚度20~60cm左右，顏色褐色或黃褐色，一般中壤—重壤，核塊狀結(jié)構(gòu)，有粘粒膠膜淀積，粘粒含量多在45％以上，分布少量作物根系；底土層為黃土母質(zhì)層，結(jié)構(gòu)緊實，幾乎無根系生長，碳酸鈣含量在10~15%之間，呈微堿性反應(yīng)。土壤PH值在7.68-7.71之間。耕地土壤剖面見表2-1-2，耕地土表2-1-2耕地土壤剖面土壤類型褐土權(quán)屬柳林縣金家莊鄉(xiāng)加善村地類旱地圖斑編號0046間2021年5月種植作物主要農(nóng)作物：玉米表2-1-3耕地土壤理化性質(zhì)統(tǒng)計表深度有機(jī)質(zhì)全氮有效磷速效鉀土壤質(zhì)地pH值土壤容重cmg/kgg/kgmg/kgmg/kg0-259.250.9821.257.6825-606.840.716.33141.527.71-60-904.450.422.7898.63重壤7.71-(2)園地土壤表土層0~20cm，顏色褐色，有機(jī)質(zhì)含量8.85g/kg左右；心土層20~90cm，顏色深褐色，較緊實；底土層60-90cm，顏色深褐色，緊實。20表2-1-4園地土壤剖面土壤類型褐土權(quán)屬柳林縣金家莊鄉(xiāng)蘇家莊村地類其他園地圖斑編號0025間2021年5月種植作物主要物種：棗樹表2-1-5園地土壤理化性質(zhì)統(tǒng)計表深度有機(jī)質(zhì)全氮有效磷速效鉀土壤質(zhì)地pH值土壤容重cmg/kgg/kgmg/kgmg/kg0-208.850.9520.50210.527.6020-607.020.705.39144.857.5160-904.350.431.5299.52重壤7.51(3)林地土壤表土層0~15cm，顏色褐色，有機(jī)質(zhì)含量6.35g/kg左右；心土層15~90cm，顏色深褐色，較緊實；底土層60-90cm，顏色深褐色，緊實。21表2-1-6林地土壤剖面土壤類型褐土權(quán)屬柳林縣金家莊鄉(xiāng)王家?guī)X村地類有林地圖斑編號0003間021年5月種植作物主要特種：油松表2-1-7林地土壤理化性質(zhì)統(tǒng)計表深度有機(jī)質(zhì)全氮有效磷速效鉀土壤質(zhì)地pH值土壤容重cmg/kgg/kgmg/kgmg/kg6.350.598.36172.987.69605.230.494.33135.977.6860-904.250.411.9898.747.68(3)草地植被主要類型主要有天然草地，分布陽坡或溝谷兩側(cè)，主要植被m山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案22表2-1-8草地土壤剖面土壤類型褐土權(quán)屬柳林縣金家莊鄉(xiāng)蘇家莊村地類其他草地圖斑編號0022間2021年5月主要植被蒿類、苔草、無芒雀麥等。表2-1-9草地土壤理化性質(zhì)統(tǒng)計表剖面層全氮(%)有效磷(mg/kg)速效鉀(mg/kg)有機(jī)質(zhì)(%)pH土壤質(zhì)地土壤容重0.0539.2295.77.50.0539.2395.07.52-300.0558.2885.20.597.530-900.0356.8877.40.487.5重壤項目區(qū)土壤以中度侵蝕為主。土壤侵蝕的因素主要是地形、土壤、地質(zhì)、植被、氣候、人為因素等。從地形來看，千溝萬壑，切割嚴(yán)重、坡度起伏較大；土壤母質(zhì)為風(fēng)積黃土，黃土質(zhì)地均勻，結(jié)構(gòu)松散，空隙度大；黃土垂直節(jié)理發(fā)育；植被覆蓋率不足30%，草地占絕大面積；氣候?qū)偌撅L(fēng)氣候，降雨集中，多以一次性暴雨發(fā)生；旱地面積較大，人為因素是影響本區(qū)水土流失嚴(yán)重的主要因素之一。(六)社會經(jīng)濟(jì)概況柳林縣屬呂梁市，縣政府駐柳林鎮(zhèn)，現(xiàn)轄8鎮(zhèn)7鄉(xiāng)。本縣農(nóng)作物以小麥、谷子、高粱、玉米、大豆為主；畜牧業(yè)以牛、驢、騾、馬、羊為主，飼養(yǎng)業(yè)有豬、雞、兔等。特產(chǎn)以紅棗為著，沿黃河岸的木棗，肉厚核小，含糖量高，馳名全國。加工出來的烏棗、密棗、糖棗已打入國際市場，享有很高聲譽(yù)。柳林縣內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，現(xiàn)已探明的有煤、鐵、鋁礬土、硫磺、石膏、重晶石、石灰石、石英石、白云石、花崗巖、耐火材料等10多種。其中煤炭資源得天獨(dú)厚，煤田面積800km2，占全縣總面積的62%，總儲量8000Mt，是全國重點(diǎn)保山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案23護(hù)開采的焦煤區(qū)之一。評估區(qū)內(nèi)分布有27個村莊，村莊、人口分布情況見表2-1-6-1。表2-1-6-1井田內(nèi)及附近村莊基本情況表序號村莊名稱人數(shù)(人)村民吃水情況1膠泥壟村365深井、井深400m278深井、井深430m3西溝村271集中供水4冀家峪村780集中供水5畈底村240集中供水6前安峪村310集中供水7前莊上村集中供水8下嵋芝村560集中供水9明家煙村681集中供水中嵋芝村集中供水北辛安村582集中供水金家莊村集中供水上莊村239集中供水南辛安村658集中供水蘇家莊村578集中供水加善村326集中供水福祿峪村3562口深井、井深300m、430m上寺頭村360集中供水王家?guī)X村集中供水20吳家峁村集中供水22劉家圪垛村750集中供水23柳家溝村集中供水24棗坪村320集中供水25高家溝村336集中供水26武家莊村750集中供水二、地質(zhì)環(huán)境背景(一)地層巖性鄂爾多斯盆地是由早古生代的陸緣海盆地、晚古生代晚期晚石炭世-中三疊世大型克拉通內(nèi)盆地及晚三疊世-早白堊世的克拉通盆地依次疊加形成的，其后在新生代中國東西部之間產(chǎn)生的近南北向右行剪切應(yīng)力作用下定型，最終形成鄂爾多斯盆地現(xiàn)今的地質(zhì)構(gòu)造和地貌景觀。石樓北區(qū)塊所在的晉西撓折帶中段，在地史中一直處于相對隆起的狀態(tài)，沉積地層厚度相對較薄，研究區(qū)及周邊主要的地層有奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案24(O2x)、上馬家溝組(O2s)和峰峰組(O2f)；石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b)；二疊系下統(tǒng)太原組(P1t)、下統(tǒng)山西組(P1s)、下石盒子組(P1x)，中統(tǒng)上石盒子組(P2sh)，上統(tǒng)石千峰組(P3s)；三疊系下統(tǒng)劉家溝組(T1l)、和尚溝組(T1h)，中統(tǒng)二馬營組(T2er)；新生界第三系上新統(tǒng)(N2)，第四系。下馬家溝組厚250m左右，巖性主要為灰?guī)r夾薄層豹皮狀灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖及同生角礫狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r底部為黃褐色石英砂巖、砂礫巖、黃綠色鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r，局部地段含石膏。上馬家溝組厚100m左右，巖性主要為灰?guī)r夾薄層白云質(zhì)泥灰?guī)r，豹皮狀灰?guī)r互層，含頭足、腹足類及牙形石化石，下部白云質(zhì)泥巖夾石膏層。表2-2-1石樓北地區(qū)地層簡表地層單位地層符號地層厚度(m)最?。畲?平均界系統(tǒng)組新生界第四系Q20-217第三系上新統(tǒng)N24-95/33中生界三疊系二馬營組T2er430-568/540下統(tǒng)和尚溝組T1h劉家溝組T1l409古生界二疊系上統(tǒng)石千峰組P3s上石盒子組P2sh269-457/371下統(tǒng)下石盒子組P1x山西組P1s43-80/61太原組P1t石炭系本溪組C2b16-39/27奧陶系峰峰組O2f上馬家溝組O2s下馬家溝組O2x250峰峰組厚度103~147m，平均厚度124m左右。中、下部巖性多為淺灰色、灰白色角礫狀泥灰?guī)r夾薄層狀白云質(zhì)灰?guī)r及鋁土質(zhì)泥巖，上部為中厚層—巨厚層狀微晶石灰?guī)r，薄層狀黑灰色泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀礫屑泥灰?guī)r，局部夾薄層含鋁質(zhì)泥巖。變形層理及巖溶、裂隙較發(fā)育，地表見巖溶溶洞。本溪組厚度16~39m，平均厚度27m左右。其下以奧陶系風(fēng)化面為界，與下伏奧陶系中統(tǒng)峰峰組呈平行不整合接觸。本組由鐵鋁巖、鋁質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖、薄層石灰?guī)r及0~3層薄煤層或煤線組成。山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案25太原組是本區(qū)主要含煤地層之一，地層一般厚度為81~116m，平均厚度96m左右，與下伏本溪組整合接觸。主要由灰色中、細(xì)粒砂巖，灰~深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及灰黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤層組成，下部發(fā)育本區(qū)主力煤層8+9#煤層。本組地層產(chǎn)牙形石、貝類、蜓、牙形刺、腕足類、海百合類等化石。山西組一般厚度為43~80m，平均厚度61m左右，與下伏太原組整合接觸，是本區(qū)又一主要含煤地層。巖性以陸相碎屑巖沉積為主，自下而上由砂巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥巖及煤層形成的3~4個旋回組成。本組發(fā)育3+4+5#煤層。產(chǎn)海百合莖、腹足類、苔蘚蟲。植物化石卵脈羊齒、星輪葉、瓣輪葉等化石。石盒子組可細(xì)分為下石盒子組和上石盒子組。下石盒子組地層一般厚度為66~102m，平均厚度82m，與下伏山西組整合接觸。巖性以灰色、灰黃色、黃綠色的陸相碎屑巖沉積為主，中上部砂巖較發(fā)育，底部夾薄煤層或煤線，夾3~4層含鋁泥巖或鋁質(zhì)泥巖。頂部發(fā)育一層雜色斑塊狀泥巖，具鮞狀結(jié)構(gòu)，俗稱“桃花泥巖”，是上下石盒子組良好的輔助標(biāo)志層。本組泥巖、粉砂巖中含較豐富的植物化石。上石盒子組地層一般厚度為269~457m，平均厚度371m，巖性整體以灰白色、灰黃色含礫長石砂巖為主，局部為紫紅色、灰色泥巖，以及砂質(zhì)泥巖夾薄層灰綠色、灰色細(xì)-中粒砂巖，砂質(zhì)泥巖中含植物化石。石千峰組厚101~193m，平均厚度141m，下部以黃綠色、灰綠色厚層細(xì)-粗粒砂巖與泥巖互層為主，上部以紫紅色、淺紅色為主，夾薄層紫色細(xì)粒長石砂巖及少量紫色泥巖(含大量鈣質(zhì)結(jié)核)。三疊系為連續(xù)沉積于二疊系石千峰組之上的一套陸相碎屑巖，廣泛分布于區(qū)塊的西南部，由于區(qū)內(nèi)新生界的大面積覆蓋，三疊系主要出露于河、谷地帶。本區(qū)的三疊系劃分為下統(tǒng)劉家溝組(T1l)、和尚溝組(T1h)，中統(tǒng)二馬營組(T2er)。劉家溝組僅在區(qū)塊西北三川河內(nèi)測的厚度409m，和尚溝組一般厚度92~164m，m30~568m，平均厚度540m。上第三系在本區(qū)僅發(fā)育有上第三系上新統(tǒng)(N2)，出露厚4~95m，平均33m，巖性以黃紅色、桔紅色粘土及亞黏土為主，夾砂礫層及鈣質(zhì)結(jié)核層，本統(tǒng)與下伏地層呈角度不整合接觸。第四系廣泛出露于區(qū)塊的溝谷內(nèi)與梁峁上，厚度變化較大，主要為砂、礫、泥質(zhì)巖碎屑及次生黃土等，構(gòu)成黃土高原地貌。(二)地質(zhì)構(gòu)造山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案26現(xiàn)今鄂爾多斯盆地構(gòu)造劃分為伊盟隆起、渭北隆起、西緣褶皺沖斷帶、晉西撓褶帶、天環(huán)凹陷、伊陜斜坡等六個一級構(gòu)造單元，石樓北區(qū)塊位于晉西撓褶帶中段(圖2-2-1)。晉西撓褶帶地表局部構(gòu)造發(fā)育，地面背斜構(gòu)造規(guī)模小，兩翼傾角也比較平緩。其地表構(gòu)造由北而南可劃分為5個二級構(gòu)造區(qū)，即保德-臨縣南北向褶皺帶、紫金山-佳縣褶皺群、柳林-離石東西向斷裂背斜帶、石樓-大寧南北向褶皺帶、關(guān)王廟北東向褶皺帶。在晉西撓褶帶北部主要為短軸背斜，中部柳林-吳堡一帶為寬緩區(qū)域性背斜，而南部則以南北向的緊閉背斜為主。石樓北區(qū)塊位于柳林東西向斷裂背斜帶，該構(gòu)造帶褶皺排列緊密，兩翼對稱發(fā)育。圖2-2-1鄂爾多斯盆地區(qū)域構(gòu)造單元劃分圖(據(jù)《中國石油地質(zhì)志》，卷12)山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案27圖2-2-2石樓北區(qū)塊申報區(qū)3+4+5#煤層(左)和8+9#煤層(右)底板構(gòu)造圖石樓北區(qū)塊構(gòu)造簡單，主力煤層段總體為南西向傾的單斜；區(qū)內(nèi)地層平緩，申報區(qū)內(nèi)斷層不發(fā)育，利于煤層氣的保存(圖2-2-2)。根據(jù)《煤層氣儲量估算規(guī)范》(DZ/T2016-2020)對構(gòu)造復(fù)雜程度的劃分標(biāo)準(zhǔn)，確定申報區(qū)構(gòu)造類型為(三)水文地質(zhì)1、區(qū)域水文地質(zhì)條件本區(qū)屬柳林泉域，著名的柳林泉出露于柳林縣城東山川河河谷中，以泉群的m，柳林泉域以太古界變質(zhì)巖構(gòu)成隔水底板，石炭、二疊、三疊及第三、四系為上覆蓋層。寒武、奧陶系碳酸鹽巖為巖溶含水層組，地層總體向西傾伏，構(gòu)成單斜蓄水構(gòu)造。泉域北界、東界為元古界、太古界變質(zhì)巖構(gòu)成的地表分水嶺，東界南端及南界為古生界碳酸鹽巖構(gòu)成的地表分水嶺，西界為埋藏于石炭、二疊、三疊系下巖溶一裂隙不發(fā)育的寒武、奧陶系地層構(gòu)成的隔水邊界或相對隔水邊界。巖溶水蓄水空間主要為溶隙、溶孔，補(bǔ)給來源主要為大氣降水，其次為地表水滲漏補(bǔ)給。地下水在灰?guī)r裸露區(qū)得到補(bǔ)給，分別由北、東、南呈扇形向柳林一帶匯流，由柳林泉排泄，強(qiáng)徑流方向有兩個，一個是從泉域中部石灰?guī)r裸露區(qū)到柳林泉，另一個是從泉域東南部石灰?guī)r裸露區(qū)繞過離石向斜后到柳林泉。從補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)到排泄區(qū)，地下水基本上具有統(tǒng)一的地下水面。柳林泉群水質(zhì)類型主要為HCO3?SO4-Na?Ca型，礦化度0.4—0.7g/L，硬度aCOmsm3/s。(1)主要含水層①奧陶系碳酸鹽巖溶裂隙含水層組本組由寒武系中統(tǒng)、上統(tǒng)，奧陶系中下統(tǒng)石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖等組成，其中以奧陶系中統(tǒng)為主要含水層。1)寒武系厚度208—253m左右，為一套碎屑——碳酸鹽巖淺海相沉積，以山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案28中統(tǒng)鮞狀石灰?guī)r和上統(tǒng)石灰?guī)r、白云巖為主要含水層，本統(tǒng)含水層有吳城泉群、車鳴峪泉和關(guān)口泉，流量分別為200—500L/s、55L/s、50L/s，根據(jù)鉆孔資料，在0—180m深度范圍內(nèi)巖溶發(fā)育單位涌水量為1.92—7.60L/s.m，180m以下巖溶不發(fā)育，富水性弱，單位涌水量0.0035L/s.m；總體來講，本組富水性弱。水質(zhì)類型為HCO3—Ca.Mg型，礦化度0.23—0.37g/L，總硬度172.57—255.20mg/L，2)奧陶系為淺海相沉積，巖性為石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖。中統(tǒng)以上馬家溝組為主要含水層，富水性強(qiáng)，下統(tǒng)冶里組、亮甲山組富水性弱。下馬家溝組：厚100m左右，淺部巖溶發(fā)育，隨埋深增大，富水性變?nèi)酢?jù)鉆孔資料，單位涌水量0.19—0.24L/s?m左右。上馬家溝組：厚228m左右，巖溶發(fā)育，富水性強(qiáng)，為區(qū)域最主要含水層，據(jù)鉆孔資料，單位涌水量在裸露區(qū)、覆蓋區(qū)及淺埋區(qū)一般為2.7—29.3L/s?m，最大可達(dá)44L/s?m，中深埋區(qū)為0.11—0.56L/s?m，在深埋區(qū)局部地段，巖溶依然發(fā)育?？傮w來講，本組在全區(qū)巖溶均很發(fā)育，富水性強(qiáng)。峰峰組：厚100m左右，含水層以中部和上部石灰?guī)r為主，由于受厚度和出露面積的限制，本組富水性弱于上馬家溝組，僅在淺部富水性較強(qiáng)，而在深埋區(qū)0.037—0.082L/s?m，349號鉆孔在本組抽水試驗資料，單位涌水量0.082L/s?m，133號鉆孔在本組抽水試驗資料，單位涌水量0.032L/s?m，均說明本組含水層富水性弱。②石炭系上統(tǒng)太原組石灰?guī)r巖溶——裂隙含水層含水層主要為間夾于碎屑巖中的4—5層石灰?guī)r，其分層厚度3—7m，賦存段距40m左右，出露范圍很小，只限于煤層露頭邊緣地段。在淺部含水層出露，接受大氣降水補(bǔ)給，富水性較強(qiáng)，單位涌水量1—2L/s?m，而在遠(yuǎn)離補(bǔ)給區(qū)的深部，地下水富水性較弱。深部局部構(gòu)造破碎帶，富水性較強(qiáng)，356號孔單位涌水量0.90L/s?m，地下水流向受地層產(chǎn)狀控制，向深部緩慢運(yùn)移。本組水質(zhì)一般為HCO3?SO4-Na?Ca型，礦化度1g/L，硬度小于150mg/L，屬軟的微咸水。③二疊系及三疊系砂巖裂隙含水層組本組主要是砂巖風(fēng)化裂隙水及構(gòu)造裂隙水，三疊系僅分布于青龍城祥查區(qū)以西和湫水河以西等地區(qū)。溝谷中淺部風(fēng)化裂隙發(fā)育，易接受大氣降水和地表水的山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案29補(bǔ)給，富水性較好，在溝谷邊緣常以泉的形式出露，流量0.2—0.5L/s。而在深部裂隙不發(fā)育，地下水補(bǔ)給差，單位涌水量0.0005—0.1L/s?m，富水性弱。水質(zhì)類型為SO4?HCO3-Ca?Mg型，礦化度大于1g/L，屬軟的微咸水。④新近、四系松散巖類含水層組松散巖類含水層組主要分布在河谷及溝谷中，地下水賦存于沙礫石孔隙中，主要接受大氣降水和地表水入滲補(bǔ)給，徑流條件好，富水性強(qiáng)，徑流途徑短，排泄于河谷、泉，部分消耗于人工開發(fā)。本區(qū)主要的兩條河流三川河、湫水河河谷松散層較發(fā)育，厚度約10m左右，兩岸分布有1——2級河流階地。局部地段富水性強(qiáng)，單位涌水量26.8L/s?m，三川河河谷沖積層地下水豐富，離石縣城附近aMggL由于地下水埋藏淺，水質(zhì)易污染，局部地段受工農(nóng)業(yè)等污染，如工礦企業(yè)排放廢渣及廢液污染，農(nóng)業(yè)化肥及生活污水等污染，使得地下水中NO3-、Cl-、PO43-含量增高，局部F-含量較高。(2)主要隔水層①本溪組隔水層奧灰水與煤系地層之間的隔水層主要為本溪組，厚度16-45m。本溪組主要由鐵鋁巖，粘土泥巖及泥巖組成，底部為山西式鐵礦或黃鐵礦及G層鋁土礦，向上為泥巖段，夾薄層砂巖及煤線。泥巖及粘土巖、鋁土巖致密細(xì)膩，砂巖裂隙不發(fā)育，加上太原組9號煤層之下至本溪組之間的泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖及粉砂巖可作為奧灰水與煤系地層的良好隔水層。②煤系地層粉砂巖、泥巖隔水層山西組、太原組各含水層之間泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖，致密細(xì)膩，具有良好的隔水性能，可作為煤系地層各含水層之間的隔水層。(3)補(bǔ)徑排條件①巖溶地下水區(qū)域巖溶地下水屬柳林泉域水文地質(zhì)單元。大氣降水和地表水通過奧陶系灰?guī)r裸露區(qū)垂直入滲補(bǔ)給是其主要補(bǔ)給方式，另外松散巖類孔隙水和其它含水層地下水通過斷層、陷落柱等構(gòu)造通道向深部越流補(bǔ)給，也是巖溶地下水的補(bǔ)給來源之一。巖溶地下水接受補(bǔ)給后，由北、東、南三個方向向柳林城附近匯集，于柳林山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案30城東至青龍城附近以群泉的形式排向三川河河谷中。②碎屑巖類裂隙水主要指石炭系、二疊系和三疊系砂巖裂隙水，其補(bǔ)給主要來自裸露區(qū)大氣降水和上覆松散層地下水的入滲補(bǔ)給。在區(qū)域構(gòu)造的控制下，地下水沿層面裂隙順層徑流。在溝谷切割深處，以泉的形式排出地表，或補(bǔ)給河谷第四系松散巖類孔隙水，另外，主要排泄方式還有生產(chǎn)礦井的礦坑排水和民井人工開采。③松散巖類孔隙水松散巖類孔隙水除大氣降水的垂直入滲補(bǔ)給外，有地表水體的入滲補(bǔ)給和基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給，地下水的流向一般與地表水的流向大致相似。排泄方式主要是人工開采。2、勘察區(qū)水文地質(zhì)條件(1)含水層石樓北區(qū)內(nèi)主要包括太古界~第四系地層的6套含水層、3套隔水層系。1)松散層巖類孔隙含水層新近系、第四系松散層類主要分布于河谷和溝谷中，地層中孔隙發(fā)育，地下水賦存于砂礫石層孔隙中，主要接受大氣降水和地表水入滲補(bǔ)給，徑流條件好，受地形的控制，富水性一般不強(qiáng)，經(jīng)短途徑流，即排向河道或溝底補(bǔ)給地表水或滲入下伏基巖裂隙中，部分消耗于地面蒸發(fā)和人工開發(fā)，集中排泄時可形成泉。2)砂巖裂隙含水層該組以砂巖裂隙含水層為主，在本區(qū)西部出露，其富水性較差，地表有季節(jié)泉出露，水量一般為1.0L/s。下石盒子組在本區(qū)塊東側(cè)有出露，由石英砂巖、長石石英砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖互層組成，其上部砂巖較發(fā)育，底部K4較穩(wěn)定，構(gòu)成本組的主要含水層。砂巖節(jié)理、裂隙較發(fā)育，由于開啟性差，且多充填方解石脈或鈣質(zhì)薄膜，再加上補(bǔ)給條件的限制，其富水性在區(qū)塊內(nèi)差。上石盒子組、石千峰組出露于區(qū)塊北、東北邊界的溝谷中，含水層由砂巖組成。巖性以中、粗粒砂巖為主。砂巖厚度大、分布廣，淺部構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙本組地層在區(qū)塊東界外圍有零星出露，含水層由K3及S4－S8等砂巖組成，巖性為細(xì)－粗砂巖，巖性、厚度均不穩(wěn)定，砂巖具節(jié)理和裂隙，發(fā)育不均勻，裂隙大部分充填方解石脈或鈣質(zhì)薄膜，開啟性、連通性較差。313)碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水組區(qū)塊內(nèi)由東向西埋深漸大，K1、K2砂巖，L1－L5等灰?guī)r構(gòu)成本組的主要含水層。本組灰?guī)r厚度不大，出露范圍小，巖溶、裂隙一般不太發(fā)育，巖溶以溶隙、小溶孔為主，且多被方解石充填，富水性較弱，區(qū)塊東緣淺埋區(qū)一帶，巖溶發(fā)育，呈峰窩狀，連通性好，接受補(bǔ)給容易，富水性較強(qiáng)。4)灰?guī)r巖溶裂隙含水層組本統(tǒng)由上、下馬家溝組和峰峰組組成，為一套以石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖為主的淺海相沉積，在區(qū)塊以東煤系外圍大面積出露，區(qū)塊內(nèi)地層呈單斜構(gòu)造，向西埋深逐漸增大?，F(xiàn)將各含水層敘述如下：下馬家溝組：區(qū)塊內(nèi)無鉆孔揭露本組，據(jù)區(qū)域資料，本組厚100m左右，以石灰?guī)r為主要含水層，巖溶裂隙一般不發(fā)育，鉆孔單位涌水量0.19~0.24L/s·m。上馬家溝組：據(jù)區(qū)域資料，本組厚度250m左右，據(jù)區(qū)塊東北賀西煤礦鉆孔揭露本組，揭露厚度161.68m。巖性為石灰?guī)r、泥灰?guī)r。鉆孔中本組石灰?guī)r巖溶發(fā)育，以溶隙、溶孔為主，溶孔多呈蜂窩狀，連通性好。從泉域水文地質(zhì)條件看，區(qū)塊內(nèi)本組位于深埋區(qū)，地下水交替緩慢、徑流條件差，長期溶濾含水層中化學(xué)成分，使得水質(zhì)惡化。地下水流場沿青山垣斷層向西北方向匯入柳林泉域。峰峰組：本組在區(qū)塊以東煤系外圍出露，據(jù)鉆孔揭露，由石灰?guī)r、泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r、石膏、白云質(zhì)灰?guī)r等組成，以頂部和中部的石灰?guī)r、泥灰?guī)r為主要含水層。據(jù)賀西煤礦133號鉆孔峰峰組抽水試驗資料，其單位涌水量為0.32L/s·m，滲透系數(shù)2.46m/d，水位標(biāo)高+802.80m，富水性中等；據(jù)359號鉆孔峰峰組抽水資料，其單位涌水量為0.082L/s·m，滲透系數(shù)0.21m/d，水位標(biāo)高+801.34m，富水性弱；L1號鉆單位涌水量為0.0008L/s·m，滲透系數(shù)0.0013m/d，水位標(biāo)高+809.90m，富水性弱；L9號鉆孔單位涌水量為0.2792L/s·m，滲透系數(shù)0.3286m/d，水位標(biāo)高+797.09m，富水性中等；L10號鉆孔單位涌水量為0.093L/s·m，滲透系數(shù)0.0197m/d，水位標(biāo)高+797.44m，本組地下水水化學(xué)類型以HCO3·Cl-Na型水為主，礦化度為1.73-2.212g/L；其中359號鉆孔峰峰組水位偏低，可能與上馬家溝組水發(fā)生了混合，L9、L10號鉆孔與S3水井相距較近，可能峰峰組與上馬家溝組含水層水已連通，分析認(rèn)為該組水位為峰峰組與上馬家溝組混合水水位，故本次未利用這三個鉆孔的水位資料，推測峰山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案32峰組灰?guī)r巖溶裂隙含水層水位標(biāo)高為+802.50~+809.50m，為富水性中等含水層。(2)隔水層1)太古界、元古界變質(zhì)巖構(gòu)成寒武、奧陶系碳酸鹽巖巖溶含水層的隔水基底。2)石炭系中統(tǒng)本溪組由泥質(zhì)巖類和不穩(wěn)定的薄層砂巖及灰?guī)r組成，巖溶裂隙不發(fā)育，具有良好的隔水性能，成為奧陶系灰?guī)r含水層與可采煤層之間的最主要隔水層，自然條件下，奧陶系灰?guī)r水對區(qū)塊內(nèi)的煤層氣聚集成藏和生產(chǎn)沒有影。3)石炭、二疊、三疊系中較厚且穩(wěn)定的泥質(zhì)巖及裂隙不發(fā)育的砂巖為各含水層間的隔水層，自然條件下，各含水層之間基本無水動力聯(lián)系，構(gòu)成獨(dú)立的含水系統(tǒng)，對煤層之間無影響。(3)主要含水層補(bǔ)給、徑流、排泄條件1)補(bǔ)給條件大氣降水是區(qū)塊內(nèi)所有地下水的主要補(bǔ)給源，有時甚至成為唯一的補(bǔ)給源。地表河流多為季節(jié)性河流，不利于地下水補(bǔ)給，補(bǔ)給量很小。第三系及第四系上覆巖層含水層由于地形坡度較大，植物稀少，降水易于流失，補(bǔ)給條件不太好。全新統(tǒng)沖積層透氣性較好，主要接受大氣降水面狀滲入補(bǔ)給，其次接受河水線狀滲漏補(bǔ)給，補(bǔ)給條件良好。2)徑流條件本區(qū)塊位于柳林泉域南部邊界，主要為補(bǔ)給、徑流區(qū)。受單斜構(gòu)造控制，基巖含水層巖溶、裂隙發(fā)育程度、連通性和導(dǎo)水性都沿地層傾向向深部越來越差，決定了地下水從淺部補(bǔ)給區(qū)到深埋區(qū)徑流強(qiáng)度越來越小，徑流條件越來越差。因而，奧灰?guī)r溶水在區(qū)塊西部為弱徑流—滯流帶。區(qū)塊東部為淺埋補(bǔ)給區(qū)、徑流帶。第四系全新統(tǒng)砂礫石孔隙潛水含水層透水性好，地形呈緩坡狀，徑流條件較好。3)排泄條件①奧灰?guī)r溶水泉域內(nèi)柳林泉為其排泄區(qū)，由于巖溶發(fā)育，與補(bǔ)給區(qū)高差大，故排泄條件良好，石樓區(qū)塊位于補(bǔ)給徑流區(qū)的南部邊界，向西為滯流區(qū)，向北埋深徑流區(qū)有賀西、興無等煤礦，有4-5個巖溶水井，為人工排泄點(diǎn)。山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案33②石炭系巖溶、裂隙水及二疊系裂隙水受單斜構(gòu)造的控制，地下水排泄條件較差，排泄途徑主要有以下幾個：補(bǔ)、徑、排為同一地段。受地形條件限制，短途徑流后在河道或溝谷兩側(cè)以泄流或泉的方式排泄，此種情況多在石盒子組和石千峰組的淺部，排泄條件較好，出溝后向西排向黃河。在構(gòu)造薄弱帶和隔水層較薄處越流補(bǔ)給其它含水層。人工排泄。如礦坑排水、水井取水。在本區(qū)塊東側(cè)的礦坑排水為含煤地層地下水主要排泄和疏干途徑，且排泄條件好。由淺埋區(qū)向深埋區(qū)緩慢徑流，或由淺部向深部滲透。③新近系、第四系孔隙水新近系上新統(tǒng)和第四系中更新統(tǒng)砂礫石(巖)層孔隙水，受地形條件控制，經(jīng)短途徑流排向河道或溝谷或滲入下伏巖層裂隙中。地下水動態(tài)類型為滲入徑流型。第四系全新統(tǒng)孔隙潛水，主要是順河流向下游徑流排泄，其次是蒸發(fā)排泄、向下伏基巖入滲、人工排泄等，地下水動態(tài)類型主要屬滲入—徑流型。4)水文地質(zhì)區(qū)帶水文地質(zhì)區(qū)帶劃分主要依據(jù)有：一是地層水型；二是總礦化度。當(dāng)水型為CaCl2時，為深層成因水，此區(qū)劃分為承壓水區(qū)；水型為NaHCO3且礦化度較高時，劃分為弱徑流區(qū)；水型為NaHCO3或Na2SO4，總礦化度在1~5g/L時劃分為強(qiáng)徑流區(qū)；低礦化度(≤1g/L)的Na2SO4水型為供水區(qū)或泄水區(qū)。在承壓水封閉區(qū)，煤層圍巖封閉條件較好，煤層氣成藏條件有利，但承壓水區(qū)往往煤層埋深大，孔滲條件變差，雖有利于成藏，但不利于煤層氣富集和開發(fā)；而在供水區(qū)或泄水區(qū)，煤層埋深較淺或側(cè)向煤層已出露地表，它是地表水沿露頭區(qū)滲入煤層后產(chǎn)生強(qiáng)烈水交替的產(chǎn)物，常常與甲烷風(fēng)化帶相對應(yīng)，在滲入水與地層水的接觸面水流方向相反，產(chǎn)生局部阻滯帶，地層水流動不暢而形成超壓，從而形成承壓水封堵煤層氣藏。由于煤層壓裂是采用活性水(一定濃度的KCl)，所以必須排采足夠長時間才能消除KCl對地層水性質(zhì)的影響。因此采樣時，選擇排采時間超過6個月以上的壓裂液已完全排出的井。對已有排采井水樣分析結(jié)果表明，8+9#煤層水為NaHCO3型水，PH值7.5-8.22。地層水礦化度較高，說明總體上水動力較弱，有利于煤層氣保存。山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案34(四)工程地質(zhì)1、煤層的頂?shù)装逄卣鲄^(qū)內(nèi)主要礦體為煤層。其圍巖主要為沉積碎屑巖，呈層狀結(jié)構(gòu)，巖體各向異性，強(qiáng)度變化大。申報區(qū)內(nèi)已鉆探井對3+4+5#煤層和8+9#煤層頂、底板進(jìn)行了力學(xué)性質(zhì)測試。根據(jù)金試2井等3口井3+4+5#煤層頂、底板力學(xué)性質(zhì)測試資料，頂板全部為泥巖，抗壓強(qiáng)度為39.5~65.3MPa，平均56.7MPa；抗拉強(qiáng)度為3.34~5.24MPa，平均4.61MPa。底板為泥巖，抗壓強(qiáng)度為62.5~80.9MPa，平均74.76MPa；抗拉強(qiáng)度為3.58MPa。3+4+5#煤層頂板為泥巖，強(qiáng)度較大，為較穩(wěn)定的頂板；底板為泥巖，為普通底板。根據(jù)NSL-01P井等15口井8+9#煤層頂、底板力學(xué)性質(zhì)測試資料，頂板以灰?guī)r為主，局部為泥巖，抗壓強(qiáng)度為20.14~81.84MPa，平均36.98MPa；抗拉強(qiáng)度為0.44~3.19MPa，平均1.73MPa。底板以泥巖為主，局部為砂質(zhì)泥巖，抗壓強(qiáng)度為5.41~57.61MPa，平均27.61MPa；抗拉強(qiáng)度為0.10~2.63MPa，平均1.20MPa。2、巖土體工程地質(zhì)條件井田內(nèi)除在溝谷兩側(cè)出露二疊系基巖外，其余大部分被新生界覆蓋，形成黃土梁、峁及沖溝地形，黃土覆蓋厚度一般30—60m，鉆孔揭露最大厚度150m。第四系殘積、坡積、沖洪積土層主要分布在洼地、河床、溝谷等低洼處，呈零星狀及條帶狀。主要由粘土、碎石、礫石等組成，是細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖等經(jīng)長期風(fēng)化、剝蝕后的殘積、坡積、沖洪積物，土層厚度10m左右。土體呈松散或半固結(jié)狀，膠結(jié)性差，透水性較好，土體強(qiáng)度弱，壓縮性較高，力學(xué)強(qiáng)度低，工程地質(zhì)性質(zhì)差，受力后沉降量大，邊坡容易失穩(wěn)。(五)煤層氣資源地質(zhì)特征1、含煤地層與目的層位石樓北區(qū)塊主要含煤地層為二疊系山西組和太原組，根據(jù)鄂爾多斯盆地煤層氣的一般劃分標(biāo)準(zhǔn)，將區(qū)內(nèi)煤層劃分為10層，其發(fā)育情況見表2-2。山西組厚43~80m，平均厚度61m左右，含煤5層，含煤系數(shù)8.6%。太原組地層厚81~m約96m，含煤5層，含煤系數(shù)8.6%。鉆井資料和地震資料綜合研究都表明，石樓北區(qū)塊山西組3+4+5#煤層和太原組8+9#煤層發(fā)育較厚，平面分布山西鄂爾多斯盆地石樓北-武家莊區(qū)塊中1-中2井區(qū)煤層氣資源開發(fā)利用與礦區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)方案35較穩(wěn)定，是主力煤層，也是煤層氣主要開發(fā)目的層。表2-2-2石樓北區(qū)塊發(fā)育煤層主要特征匯總表含煤地層煤層號最小-最大平均最小-最大平均煤層結(jié)構(gòu)夾矸層數(shù)可采性穩(wěn)定性山西組10-0.850.48簡單0不可采極不穩(wěn)定5.8320-2.700.98簡單0-2局部可采較穩(wěn)定7.733+4+53.66簡單0-6可采穩(wěn)定6.37-33.93太原組60.72較簡單0-2零星可采不穩(wěn)定4.73-28.662.9970-0.850.40簡單0不可采不穩(wěn)定10.98-22.765.958+93.80-9.206.72較簡單可采穩(wěn)定5.750-0.550.41簡單0不可采極不穩(wěn)定2、煤層發(fā)育情況圖2-2-3石樓北區(qū)塊采礦權(quán)申報區(qū)內(nèi)3+4+5#煤層厚度直方圖申報區(qū)內(nèi)3+4+5#煤較厚，煤層無缺失，煤層凈厚度約2.18~6.63m之間，平均厚度達(dá)到3.66m。平面上，煤層分布穩(wěn)定，整體南厚北薄，在NSL-04P井附近存在一個厚煤帶，大致呈南北向展布，在金試3向2井附近厚度達(dá)6.63m；在申報區(qū)的北部煤層較薄。8+9#煤層在申報區(qū)內(nèi)全區(qū)發(fā)育，煤層凈厚度在3.80~8