基于对沁水盆地柿庄南区块煤层气井产出水连续3a按季度采样和水质测试,采用多元统计分析和绘制Piper图、Schoeller图等方法,分析了煤层气井产出水的化学特征及离子变化规律.研究表明:柿庄南区块煤层气井产出水矿化度变化于661~5 572mg/L之间,阳离子以K++Na+为主,Mg2+,Ca2+居次,阴离子以Cl-为主,HCO-3,SO2-4居次.与累积排水量(或排采时间)相关的地下水混合作用是控制煤层气井产出水化学特征变化的主因,随排水量增加,矿化度、K++Na+,Ca2+,Mg2+,NH+4,Cl-含量呈幂函数形式减少,在piper图中各主要离子相对毫克当量基本呈线性变化.煤层气井产出水水型也呈规律性变化,由排采初期的Na-Mg-Cl型,转化为Na-Cl型、Na-HCO3-Cl型,约排采400d或累积排水量达1 200m3后,水型基本稳定为Na-ClHCO3型.由此确定煤层气井产出水反映原始含水层或补给水层水化学特征的基本标准为排采超过400d或排水量大于1 200m3,指出排采400d或排水量达1 200m3后,3#,15#和3#+15#煤层产出水化学离子含量差别不大,15#煤层主要以Mg2+,Cl-和SO2-4含量变化范围小区别于3#和3#+15#煤层.

国家自然基金青年基金项目(41202116)；国家科技重大专项(2011ZX05034-003,2011ZX05060-005)煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室开放基金项目(2012-003)；中央高校基本科研业务费青年扶持基金项目(2-9-2011-264)；