山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案

前言 1一、编制目的 1二、编制依据 1三、方案适用年限 5四、编制工作概况 5第一章概况 8一、区块地理位置 8二、煤层气资源概况 8三、煤层气田开采历史及现状 18第二章煤层气田基础信息 27一、自然地理 27二、地质环境背景 33三、开采区及开采活动影响区土地利用现状 62第三章煤层气资源开发利用 74一、开发方案简述 74二、主要开采工艺技术 87三、“三率”指标评估 130四、与非油气矿产的协调开发 131第四章生态环境影响评估 133一、生态环境影响评估范围 133二、地质灾害、含水层破坏和水环境污染现状分析及预测评估 135三、地形地貌景观影响和破坏及土地损毁现状分析与预测评估 153四、地质环境治理分区与土地复垦范围 188第五章生态环境治理可行性分析 197一、地质灾害、含水层破坏及水环境污染治理可行性分析 197二、地形地貌景观影响和破坏治理及土地复垦可行性分析 198第六章生态环境治理及监测工程 232一、治理工程 232山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案-2-二、监测工程 252第七章生态环境治理工作部署 261一、总体工作部署 261二、阶段实施安排 262三、年度工作安排 267第八章经费估算与进度安排 270一、煤层气开发经费估算 270二、地质环境治理工程经费估算 275三、土地复垦工程经费估算 288四、总费用汇总与年度安排 312第九章保障措施与效益分析 315一、组织保障 315二、技术保障 315三、资金保障 316四、监管保障 318五、公众参与 319六、土地权属调整方案 323七、效益分析 328第十章结论与建议 336一、主要结论 336二、问题与建议 339III附图图名尺1山西沁水盆地柿庄南区块煤层资源开发项目总平面布置图2山西沁水盆地柿庄南区块煤层气气田地质地形图3山西沁水盆地柿庄南区块煤层气田地质环境问题现状图4山西沁水盆地柿庄南区块煤层气田土地利用现状图5山西沁水盆地柿庄南区块煤层气田永久基本农田分布图6山西沁水盆地柿庄南区块地质环境问题预测图7山西沁水盆地柿庄南区块土地损毁预测图8山西沁水盆地柿庄南区块土地复垦规划图9山西沁水盆地柿庄南区块地质环境治理工程部署图IV附件附件01：国有土地不动产权证书复印件附件02：临时用地协议附件03：编制单位承诺书附件04：中联煤层气有限责任公司关于《山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案》的承诺书附件05：方案编制委托书附件06：地质环境现状调查表附件07：探矿权证复印件附件08：公众参与调查表附件09：储量评审备案证明附件10：临时用地承诺书附件11：中联煤层气有限责任公司营业执照复印件附件12：山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案服务项目内部审查意见山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案1前言一、编制目的中联煤层气有限责任公司(以下简称“中联公司”)是中国海油集团的二级单位，专门从事煤层气地面开发。2011年中联公司向国土部储办申报《沁水煤层气田柿庄南区块东区二叠系下统山西组(P1s)3号煤和石炭系上统太原组(C3t)15号煤新增煤层气探明储量报告》，并于2012获得评审备案证明，文号(国土资储备字[2012]300号)；申报探明地质储量的柿庄南储量申报区范围内，含气面积为187.8km2，探明总地质储量m，技术可采储量210.03×108m3，经济可采储量为185.75×108m3。因申报储量范围与高平市七佛山森林公园范围重叠，重叠范围必须从拟划定的矿业权范围剔除，同时在森林公园边界保留足够的安全距离等保护措施，需对拟申请采矿权进行调整，调整后柿庄南探明储量为379.7亿方，储量区面积为179.7km2。根据自然资源部及山西省自然资源厅相关申请煤层气采矿权政策要求，和《山西省自然资源厅关于煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案编制及评审工作的通知》 (晋自然资函〔2019〕861号)要求，需编制《煤层气资源开发利用与生态修复方案》。同时，为促进煤层气资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展，保证中联煤层气有限责任公司认真履行矿产资源开发利用、矿山地质环境恢复治理与土地复垦的义务，为上级监管部门提供技术依据，中联煤层气有限责任公司特委托北京得一成利环境工程技术有限责任公司编制《山西省沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案》。二、编制依据本次工作依据主要有：国家、地方现行的有关法律法规、技术规程规范以及矿山资料等，分述如下：(一)政策法规依据(1)中华人民共和国国土资源部令第592号《土地复垦条例》(2011年3月5(2)《中华人民共和国水土保持法》(2011年3月1日)；(3)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(2020年4月29日修订)；(4)《中华人民共和国水污染防治法》，(2017年6月27日修订)；山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案2(5)《中华人民共和国土地管理法实施条例》(2021年7月2日修订版)；(6)《土地复垦条例实施办法》(2019年7月修订)；(7)《关于加强生产建设项目土地复垦管理工作的通知》(国土资发[2006]225号)；(8)《关于加强土地复垦方案编制和审查有关问题的通知》(国土资发[2007]81号)；(9)《矿山地质环境保护规定》(国土资源部令2009第44号)；(11)《山西省地质灾害防治条例》(2000年9月27日颁布，2011年12月1日修1日施行)；(12)《国土资源部关于加强对矿产资源开发利用方案审查的通知》(国土资发(13)《国土资源部办公厅关于印发油气勘查实施方案及开发利用方案编写大纲的通知》(国土资规〔2016〕18号)；(14)《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与土地复垦方案编报有关工作的通知》(国土资规〔2016〕21号)；(15)《山西省自然资源厅关于煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案编制及评审工作的通知》(晋自然资函〔2019〕861号)；(16)《山西省国土资源厅办公室关于推进矿山地质环境保护与恢复治理方案编制审查工作的通知》(晋国土资办发[2015]28号)；(17)《山西省人民政府关于印发山西省矿山环境治理恢复基金管理办法的通知》(晋政发[2019]3号)；(18)《关于印发土地整治工程营业税改征增值税计价依据调整过渡实施方案的通；(19)《财政部税务总局海关总署关于深化增值税改革有关政策的公告》(财政部税务总局海关总署公告2019年第39号)；(20)财政部、国土资源部，财综﹝2011﹞128号《关于印发土地开发整理项目预算定额标准的通知》。(二)规程规范、标准依据(1)《煤层气资源勘查技术规范》(GB/T29119-2012)；山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案3(2)《煤层气资源/储量规范》(DZ/T0216-2020)；(3)《煤层气田开发方案编制规范》(DZ/T0249-2010)；(4)《钻井井场、设备、作业安全技术规程》(SY5974-2014)；(5)《煤层气钻井工程作业规程》(DZ/T0250-2010)；(6)《煤层气地质录井作业规程》(Q/CUBM0201-2002)；(7)《固井作业规程》(SY/T5374.1-2016、SY/T5374.2-2016)；(8)《固井质量评价方法》(SY/T6592-2017)；(9)《煤层气测井作业规程》(NB/T10021-2015)；(10)《煤层气钻井工程质量验收评级标准》(NB/T10003-2014)；(11)《钻前工程及井场布置技术要求》(SY/T5466-2013)；(12)《下套管作业规程》(SY/T5412-2016)；(13)《石油套管现场检验与运输》(SY/T5396-2000)；(14)《钻井井控技术规程》(SY/T6426-2005)；(15)《常规钻进安全技术规程》(SY/T5272-1996)；(16)《钻井井场、设备、作业安全技术规程》(SY5974-2014)；(17)《地面煤层气井压裂施工设计规范》(MT/T1196-2020)；(18)《煤层气井排采工程技术规范》(NB/T10009-2014)；(19)《废弃井封井处置规范》(QSH0653-2015)；(20)《煤层气井采出水处理规范》(DB14/T246-2022)；(21)《煤层气废弃及长停井处置操作规范》(DB14/T2053-2020)；(22)《地质灾害调查规范》(DB14/T2122-2020)；(23)《矿山地质环境调查规范》(DB14/T1950-2019)；(24)《煤层气集输设计规范》(NB/T10029-2016)；(25)《煤层气集输安全规程》(AQ1082-2010)；(26)《硫化氢环境钻井场所作业安全规范》(SY/T5087-2017)；(27)《硫化氢环境井下作业场所作业安全规范》(SY/T6610-2017)；(28)《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》DZ/T0223-2011；(29)《地质灾害危险性评估规范》(GB/T40112-2021)，2021.12；(30)《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DZ/T0220-2006)，2006.9；4(31)《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》(DZ/T0221-2006)，2006.9；(32)《土地利用现状分类》GB/T21010-2017；(33)《工程勘查设计收费标准》(2021年版)；(34)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)；(35)《矿区煤矿床水文地质工程地质勘探规范》(GB/T12719-2021)；(36)《地下水监测规范》(SL/T183-2005)；(37)《土地复垦质量控制标准》(TD/T1306－2013)；(38)《耕地后备资源调查与评价技术规程》(TD/T1007－2003)；(39)《土地开发整理项目预算定额标准》(财综[2011]128号)；(40)《水土保持综合治理技术规范》(GB/T16453-2008)；(41)《造林技术规程》(GB/T15776-2016)；(42)《土地复垦方案编制规程第一部分：通则》，(TD/T1031.1-2011)；(43)《土地复垦方案编制规程第五部分：石油天然气(含煤层气)项目》，(TD/T1031.5-2011)；(44)《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)；(45)《地下水环境质量标准》(GB/T14848-2017)；(46)《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)；(47)《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》(GB36600—2018)；(48)《矿山土地复垦基础信息调查规程》(TDT1049-2016)；(49)《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制指标》(GB18599-2001)；(50)中国地震动参数区划图(GB18306-2015)；(51)《地质灾害调查规范》(山西省地方标准DB14/T2122-2020)；(52)《固体矿产地质勘查规范总则》(GBT13908-2002)；(53)《地下水监测规范》(SL183-2005)；(54)《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DZ/T0220-2006)，2006.9；(55)《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)，2006.9；(三)技术资料(1)关于《沁水煤层气田柿庄南区块东区二叠系下统山西组(P1s)3号煤和石炭系上统太原组(C3t)15号煤新增煤层气探明储量报告》矿产资源储量评审备案证明，山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案5国土资储备字[2012]300号；(2)沁水县2020年国土调查变更数据库及相关资料；(3)高平市2020年国土调查变更数据库及相关资料；(4)《沁水县土地利用总体规划调整方案(2006-2020)》；(5)《高平市土地利用总体规划调整方案(2006-2020)》。三、方案适用年限柿庄南开发期为20年，其中建设期4年，生产期16年，自2021年起，至2040年止；本方案确定方案基准年为2022年，考虑复垦后3年的管护期，确定该项目开发利用与生态保护修复方案服务年限共计21年，总服务年限自2023年起，至2043年止。本方案适用年限为5年，以后每5年修编一次该方案；期间若遇煤层气采矿权范围变更且影响开发利用设计的，或储量发生变化且影响煤层气田服务年限的，应当重新编制该方案。四、编制工作概况2022年6月，北京得一成利环境工程技术有限责任公司受中联煤层气有限责任公司委托后，立即调配组织技术人员着手该方案的编制。依据文件《山西省自然资源厅关于煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案编制及评审工作的通知》(晋自然资函〔2019〕861号)要求，为进一步简化煤层气矿业权登记要件及审查环节，提高办事效率，减轻企业负担，将原来分开编制的《煤层气资源开发利用方案》和《矿山地质环境保护与土地复垦方案》两个方案合并编制。按照该文件提供的《山西省煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案编制提纲(试行)》，编制人员转变思路，将煤层气开发利用、矿山地质环境保护与恢复治理、土地复垦三方面内容整合，统筹编制。工作程序：接受业主委托，在收集和利用已有资料的基础上，结合现场调查集气站、井场、管线、伴行路等的地质环境条件、生态环境条件、社会环境条件、现状地质灾害的类型、分布规模、稳定程度、活动特点等因素，综合分析，对柿庄南区块煤层气生产现状进行分析，对受煤层气开采的环境影响进行现状评估和预测评估，确定煤层气开采开发范围、矿山地质环境的影响范围和土地复垦区，作出矿山环境影响评估和土地复垦适宜性评价，进行地质环境保护与恢复治理分区和复垦方向的确定，提出地质环境防治和土地复垦工程，制定所需经费估(概)算和进度安排，并提出矿山地质环境保护与恢复治理措施、土地复垦措施及建议。方案编制的工作程序框图见图0-4-1。6图0-4-1工作程序框图本次煤层气资源开发利用方案、矿山地质环境保护与土地复垦方案编制工作，从2022年6月开始至2022年11月完成，先后参加工作的人员共有7人，其中高级工程师2人，工程师5人。根据本次工作的目的任务，依照工作程序，首先搜集了与工程建设相关的区域地质、水文地质、工程地质、环境地质、储量核实报告以及地形地貌、水文气象、土地利用现状、土地利用总体规划、耕地等别等资料，包括文字报告11份、图件108张。在此基础上，对煤层气开采方案进行核实，对评估区及周边进行了1：10000地质环境调查，共完成调查面积197.5km2。调查了地质环境条件、土地利用现状、地形地貌(微地貌)，水源点，地质灾害、地质环境问题等，对地质灾害形成要素、地质灾害、潜在地质灾害的危险性、形成条件和对工程建设的危害程度进行了分析。另外对矿区的植被、土壤和土地利用现状进行了调查；最终完成报告一份，图件9张，见表0-1-1。本次工作搜集资料全面，地质环境调查工作按国家现行有关技术规范进行，报告编写和图件编制按照中华人民共和国国土资源部于2017年1月3日下发的(国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与土地复垦方案编报有关工作的通知(国土资规〔2016〕21号)及《山西省煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案编制提纲(试行)》进行，完成了预定的工作任务，达到了预期的工作目的。山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案7表0-1-1完成工作量统计表序号工作内容分项名称单位数量备注1资料收集文字报告份张2野外踏勘野外调查km2k197.53提交成果地质灾害危险性评估报告份1山西沁水盆地柿庄南区块煤层资源开发项目总平面布置图张1山西沁水盆地柿庄南区块煤层气气田地质地形图张1山西沁水盆地柿庄南区块煤层气田地质环境问题现状图张1山西沁水盆地柿庄南区块煤层气田土地利用现状图张1山西沁水盆地柿庄南区块煤层气田永久基本农田分布图张1山西沁水盆地柿庄南区块地质环境问题预测图张1山西沁水盆地柿庄南区块土地损毁预测图张1山西沁水盆地柿庄南区块土地复垦规划图张1山西沁水盆地柿庄南区块地质环境治理工程部署图张1本次工作搜集资料全面，地质环境调查工作按国家现行有关技术规范进行，报告编写和图件编制按照中华人民共和国国土资源部于2017年1月3日下发的(国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与土地复垦方案编报有关工作的通知(国土资规〔2016〕21号)及《山西省煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案编制提纲(试行)》进行，完成了预定的工作任务，达到了预期的工作目的。山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案8第一章概况一、区块地理位置山西沁水盆地柿庄南区块位于山西省东南部，行政区划隶属晋城市沁水县和北距山西省省会太原260km，向东南方向距离晋城市60km。项目区内交通以省级公路为主，东侧6-15km分别有太焦铁路、长晋二级路(207国道)及长晋高速路南北向通过；南侧约1km有沁辉公路东西向通过，往东与长晋二级路相连。各等级路、铁路之间均有乡级公路相通；村庄间均有大路相连，交通较为便利。图1-1-1柿庄南区块区域位置图二、煤层气资源概况(一)申请设立采矿权基本情况2011年中联公司向国土部储办申报《沁水煤层气田柿庄南区块东区二叠系下统山西组(P1s)3号煤和石炭系上统太原组(C3t)15号煤新增煤层气探明储量报告》，并于2012获得评审备案证明，文号(国土资储备字[2012]300号)；申山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案9报探明地质储量的柿庄南储量申报区范围内，含气面积为187.8km2，探明总地质m08m3，经济可采储量为185.75×108m3；表1-2-1柿庄南东区勘查区拐点坐标坐标系统中央经线坐标1980西安坐标系CGCS2000坐标系XYXY1234567890123456789山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案坐标系统中央经线坐标1980西安坐标系CGCS2000坐标系XYXY根据《关于中联煤层气有限责任公司柿庄南区块与各类保护区重叠情况核实的复函》，申报探明地质储量的柿庄南储量申报区范围与高平市七佛山森林公园范围重叠，重叠范围需从拟划定的矿业权范围剔除，同时在森林公园边界保留足够的安全距离等保护措施，需要对拟划定的矿业权发范围进行调整；调整后，拟申请采矿权范围内含气面积为179.7km2，探明总地质储量为378.7×108m3，技术可采储量200.78×108m3，经济可采储量为177.57×108m3。本次申请采矿权名称为：山西沁水盆地柿庄南区块煤层气开采；采矿权人：中联煤层气有限责任公司地理位置：山西省沁水县矿种：煤层气申请采矿权面积：179.7km2，申请年限20年表1-2-2采矿权申请基本信息表项目采矿权名称山西沁水盆地柿庄南区块煤层气开采采矿权性质新立中联煤层气有限责任公司所在探矿权的项目名称及证号山西沁水盆地柿庄南区块煤层气勘查，T1400002021021010056259矿种煤层气申请采矿权面积(平方千米)179.7生产规模16.26亿方/年申请年限(年)20柿庄南拟申请采矿权面积为179.7km2，由40个拐点组成；拟申请采矿权拐-2-3。山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案表1-2-3拟申请采矿权拐点坐标编号西安80坐标系CGCS2000坐标系111度111度XYXY12345678920212223242526272829303132333435山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案编号西安80坐标系CGCS2000坐标系111度111度XYXY3637383940(二)勘查历程及成果1、煤田地质勘探工作和成果沁水盆地南部煤田地质勘探程度较高，北部程度稍低，从60年代开始陆续进行了不同精度的地形、地质测量，经历了普查、详查、精查等不同阶段和不同程度的地质勘探工作。①华北煤田地质局152队于1957年在高平区做过煤田地质概查与普查，提交了《高平普查区煤田开发总体设计地质报告》，并山西省煤管局以第十号复审决议书批准。②山西省煤管局114队与148队于1965年9月合作提交了《山西省沁水煤田高平矿区野川井田地质勘探最终报告(精查)》，井田内先后施工钻孔109个，总进尺17044.78m。山西省煤管局1965年12月第24号决议批准。③山西省煤田地质勘探114勘查院于1986年9月~1990年11月提交了《山西省沁水煤田高平矿区赵庄勘探区详查地质报告》。施工钻孔47个，进尺30131.09m，其中两个水文地质孔，含水层进行7次抽水试验。工程质量良好，资料可靠。按《煤田勘探钻孔工程质量标准》验收评级。山西煤炭工业管理局以晋煤决字(1992)第3号文予于批准。④山西煤田地质局114勘查院于1991~1992年提交了《山西省晋城矿区樊庄普查地质报告》，山西煤炭工业管理局1994年3月以晋煤决字(1993)第10号批准。普查区施工钻孔21个，钻探进尺14973.39m。⑤山西省地质矿产勘查开发局212地质队于2005年4月~2005年12月，提交了《山西省沁水煤田高平市沟底井田3号煤层勘探地质报告》。山西省国土资源厅2006年2月，以晋国土资储备字[2006]014号评审意见书通过。报告共提交了3号煤层资源量(探明的+控制的+推断的)58099万吨。山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案⑥山西煤炭地质114勘查院于2006年~2009年6月提交有《山西省沁水煤田柿庄普查地质报告》。柿庄勘查区实施的2006年度省级矿业权价款地质勘查项目。山西省国土资源厅2006年以晋国土资明电[2006]75号，确定的2006年度省级矿业权价款地质勘查项目。勘查区内获得3号、15号煤层资源量435708万⑦山西省地质矿产勘查开发局212地质队于2007年1月编制了《山西省沁水煤田高平市南阳煤矿资源储量核实地质报告》。南阳煤矿位于野川精查区中部，高平详查区西部，西跨樊庄普查区。1965年~1992年煤田114队、148队、152队进行过普查、详查、精查勘查，相应作过各项地质勘查工作，提交了相应的地质成果。精查勘探区先后施工钻孔109个。山西省国土厅2007年11月以晋国土资储备字[2007]548号批准。经核实资⑧山西欣鹏地质勘测有限公司于2008年6月，编制完成了《山西省沁水煤田晋城市山西长平煤业有限责任公司煤矿资源储量核实报告》。最终区内钻孔多达55个。河北省煤田地质局物测地质队及山西省第六地质工程勘查院数次于多个标段进行三维地震勘探。有效控制了一定的区域面积。晋城煤业集团地测服务公司与山西煤田勘探114队对井田两项补充勘探，各施工4个与21个钻孔，其中两上水文孔，进行6次抽水。山西省地质科技评审中心于2009年3月以晋国土资储备字[2009]023号文进行备案证明。经核实2号与3号煤层查明资源储量35961万吨，动用623万吨，保有35337万吨。⑨山西省第三地质工程勘查院于2011年4月对东峰煤矿煤炭资源储量进行了核实，编制了《山西省沁水煤田高平市山西兰花集团东峰煤矿有限公司煤炭资源储量核实报告》。东峰煤矿处于野川精查区中东部。经过普查、精查及补充勘探多个地质勘查阶段。山西省国土资源厅以晋国土资储备字[2011]123号文批准。经核实东峰煤矿3+9+15号煤层保有资源储量18749万吨。2、煤层气勘探历程中联公司从1997年开始，在以往煤田地质勘探的基础上选择沁水盆地南部作为煤层气勘探开发重点突破的有利地区，展开了一系列的煤层气勘探工作，在勘探过程中充分利用了以往大量的煤炭资源勘探成果，引进了国外煤层气勘探开山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案发的先进技术，经过近十几年的不断认识和实践，对沁水盆地南部的煤层气富集成藏的地质条件、分布规律、控气地质条件和含气量分布规律有了基本的了解。2001年中联公司提交了“沁水盆地沁水煤层气田新增煤层气探明储量报告”，获得煤层气探明总地质储量402.19×108m3，探明储量面积164.2km2。其中包括枣园区50.07km2内的探明储量137.87×108m3(国土资认储字[2001]66号)，其中可采储量74.86×108m3。同时，计算了柿庄-长子区3号煤煤层气控制储量851.25×108m3，控制储量面积614.8km2。2010-2011年，中联公司为进一步扩大产能，提高煤层气勘探程度，在柿庄南区块完成了二维地震测线33条，长度256.25km，完成物理点7324个(其中试验物理点65个，表层调查(小折射)物理点4个，生产物理点7255个)，获得了较丰富的地质成果。同时，在区块东部施工了21口参数+生产试验井，进行煤层气含气量测定及试井作业，获取煤层含气量及煤储层参数，并进行单井排采试验，获取单井产能，评价该区煤层气可采性及开发能力。2012年为查明柿庄南西区(1区)构造特征，落实3#煤和15#煤的空间展布和底板标高，在该区进行了二维地震加密。本次加密共完成二维地震测线29条，获得了加密区丰富的地质资料，为该区煤层气开发奠定了地质基础。(三)探明资源储量情况2011年中联公司向国土部储办申报《沁水煤层气田柿庄南区块东区二叠系下统山西组(P1s)3号煤和石炭系上统太原组(C3t)15号煤新增煤层气探明储量报告》，并于2012获得评审备案证明，文号(国土资储备字[2012]300号)；申报探明地质储量的柿庄南储量申报区范围内，含气面积为187.8km2，探明总地质14×108m3，技术可采储量210.03×108m3，经济可采储量为185.75×108m3。根据《关于中联煤层气有限责任公司柿庄南区块与各类保护区重叠情况核实的复函》，申报探明地质储量的柿庄南储量申报区范围与高平市七佛山森林公园范围重叠，重叠范围需从拟划定的矿业权范围剔除，同时在森林公园边界保留足够的安全距离等保护措施，需要对拟划定的矿业权发范围进行调整；调整后，拟申请采矿权范围内含气面积为179.7km2，探明总地质储量为378.7×108m3，技术可采储量200.78×108m3，经济可采储量为177.57×108m3。山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案表1-2-4截至2011年12月申请采矿权区块储量及产量情况年度层位含气面积(平方千米)探明储量(亿立方米)来源(相对应的储量备案文件、储量登记书文号)地质储量技术可采经济可采20113#煤228.29124.53109.52沁水煤层气田柿庄南区块东区二叠系下统山西组(P1s)3号煤和石炭系上统太原组(C3t)15号煤新增煤层气探明储量报告,国土资储备字[2012]300号。煤187.8167.8585.576.23小计187.8210.03185.752018年3#煤218.02118.93104.59《关于中联煤层气有限责任公司柿庄南区块与各类保护区重叠情况核实的复函》(晋高平市七佛山森林公园重叠范围以及储量。煤179.7160.6181.8172.94小计179.7378.7200.78177.57累计产量(亿立方米)注：延续、变更项目填写此部分剩余储量(亿立方米)产能(亿立方米/年)26申请年限(年)20山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案图1-2-1柿庄南区块3号煤评审备案范围与储量范围对比图图1-2-2柿庄南区块15号煤评审备案范围与储量范围对比图山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案三、煤层气田开采历史及现状(一)开采历史2000年2月14日，中联煤层气有限责任公司首次取得了《山西沁水盆地柿庄南区块煤层气勘查》探矿权，获准面积336.844km2。当年在项目区附近的枣园区块施工了第一口煤层气开发试验井(TL-009井)，取得了成功。该井2000年12月1日开始排采，经过12天的排采后见气，产气前平均产水量19.3m3/d，累日，平均产气1385.6m3/d，最高产气量2653.3m3/d，平均套压0.31MPa。2003年1月8日，中联煤层气有限责任公司(简称中联公司)和荷兰格瑞克能源(国际)公司(简称格瑞克)签署了《中华人民共和国山西柿庄南地区煤层气资源开采产品分成合同》，2003年2月18日获商务部批准，2003年3月1日生效，合同约定格瑞克公司为作业者，中联公司40%，格瑞克公司60%。2009年6月，中联公司在柿庄南地区实施国家科技重大专项《大型油气田及煤层气开发》项目《山西沁水盆地南部煤层气直井开发示范工程》，在“十一五”期间，完成150口煤层气生产井的部署，揭开了柿庄南地区煤层气资源规模化开发的序幕。2010年之后柿庄南区块进入大规模开发阶段，截至2020年12月该区块共有中联公司煤层气钻井1403口(含移交格瑞克43口井)，压裂1270口，已建2014年3月31日，中联公司与格瑞克能源(国际)公司经友好协商，签订了《关于中华人民共和国安徽省潘谢东区块、江西省丰城区块、山西省柿庄南、柿庄北、沁源区块产品分成合同的框架协议》，妥善解决了双发关于对外合作合同的争议问题。其中该协议约定柿庄南区块分为5个区域，并明确约定了双方在各个区域的权利和义务。本方案对象为柿庄南区块东区(2区和5区)，该区煤层气井主采煤层为山西组3#煤，该煤层地层压力1.75-7.5MPa。截至2020年12月柿庄南区块东区共口，投产井932口，生产运行井713口，产气井510口，日山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案产气25.21万方，年产气量0.92亿方，累计产气5.165亿方，可采储量累计采储表1-3-1煤层气田开发简况表项目产能分布层系3#煤、15#煤目前年产量(亿立方米)0.92地层压力(MPa)1.75-7.50可采储量累计采出程度(%)钻井总数(口)截止日期2020年12月31日(二)排采特征分析1、3号煤层气井排采分析TS-288井2010年9月14日开始排采，3号煤层顶板埋深768.2m，24天后开始产气，产气前平均产水量2.8m3/d，累计产水量48.2m3，液面距离3号煤层气量达到了1578m3/d；平均产水量0.82m3/d，最高产水量2.6m3/d，平均套压0.20MPa。图1-3-1TS-288井煤层气产量曲线TS-635井于2010年10月7日开始排采，3号煤层顶板埋深570.55m，31天后开始产气，产气前平均产水量1.5m3/d，累计产水量47.6m3，液面距离3号煤层顶板198.55米。产量上升期持续225天，日平均产气量417m3；稳产期从山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案20最高气量达到了3750m3/d；平均产水量0.43m3/d，最高产水量3.5m3/d，平均Pa图1-3-2TS-635井煤层气产量曲线产气，产气前平均产水量3.1m3/d，累计产水量155.4m3，液面距离3号煤层顶439天，平均日产量在1709m3以上，最高图1-3-3TS-280井煤层气产量曲线山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案21TS-009井2010年12月6日开始排采，3号煤层顶板埋深569.25米。初期经过55天的排采开始产气，产气前平均产水量3.2m3/d，累计产水量174.1m3，，随着地层水不断的排出，产气量逐渐增加，累计到3月14日，平均产气量739m3/d。稳定期：3MPa图1-3-4TS-009井煤层气产量曲线TS-017井2011年5月28日开始排采，3号煤层顶板埋深665.9米。初期经过24天的排采开始产气，产气前平均产水量2.6m3/d，累计产水量61.8m3，液面距离3号煤层顶板104.85米。产气量上升期：2011年6月21日开始产气，随月9日，稳定产气74天，平均产气1079m3/d，最高产山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案22图1-3-5TS-017井煤层气产量曲线TS011年4月21日开始排采，3号煤层顶板埋深768.56m，35天后产气，产气前平均产水量2.3m3/d，累计产水量79.7m3，液面距离3号煤层顶板56m。产量上升期只持续6天，平均日产气368m3。稳产期从2011年7月30日开始持续368天，平均日产量在1487m3以上，最高气量达2030m3；平均图1-3-6TS-321井煤层气产量曲线TS011年6月22日开始排采，3号煤层顶板埋深789.76m，34天后mdm，液面距离3号煤层顶板mm截止2012年7月31日稳产期持续288天，平均日产量在1037m3以上，最高气MPa山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案23图1-3-7TS-323井煤层气产量曲线2、15号煤层气井排采分析最高产气量1498m3/d，最小产气量860m3/d，平均日产水量5.4m3/d，最高产水量6.0m3/d，最小产水量2.9m3/d，平均套压0.18MPa。图1-3-8TS-001井煤层气产量曲线TS-004井主力产层是太原组15号煤层。15号煤层顶板埋深为852m。该井平均产水11.9m3/d，产水量相对较高。2010年9月13日开始产气，产气时液面m1MPa，解吸压力较大，说明该井具有较好的山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案24产气潜能。稳定产气171天，平均产气量1055m3/d，最高产气量1250m3/d，最图1-3-9TS-004井煤层气产量曲线TS-006井井主力产层是太原组15号煤层。15号煤层顶板深度为661.75米。该井经过压裂改造后，2010年5月30日开始排采，初期排采62天后开始产气，液面将至距离15号煤层148.75m，实际井底流压1.59MPa开始产气。直到2010年10月23日，由于地面设备维修，该井产水量不稳定，产气量长期不能提高，dmd山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案25图1-3-10TS-006井煤层气产量曲线3、3号和15号煤层合采煤层气井排采分析TS-011井为3号煤层和15号煤层合采井。主力产层是山西组3号煤层和太原组15号煤。3号煤层埋深699.65米，15号煤层顶板深度为805米。该井经过压裂改造后，3号煤层和15号煤层合层排采，排采效果很好。图1-3-11TS-011井煤层气产量曲线m平均产水量2.3m3/d，主要降低了3号煤储层压力。随着产水量的增加，压降漏斗不断扩大，液面降低到646m处，3号煤层持续的产气，距离15号煤层159m，达到15号煤的临界产气压力，平均产气量692m3/d，平均产水量6.4m3/d。稳定mdmd780m3/d，平均产水量11.4m3/d，山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案26层顶板40m左右，分析该井主要产气层为3号煤层。山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案27第二章煤层气田基础信息(一)气象柿庄南所在的沁水县和高平市均为温带季风气候，主要特征是大陆性气候，四季分明，冬长夏短，雨热同季，季风强盛。春季干燥多风，夏季炎热多雨，热雨不均；秋季温和凉爽，阴雨稍多；冬季气候寒冷，日照时间短，雨雪稀少，地方性风盛行。根据沁水县1980-2021年气象局资料，项目区所在地多年平均气温10.5℃，一月份最冷，极端最低气温-19.9℃(2016年)，七月份最热，极端最高气温38.6℃(2002年)；多年平均降水量598.8mm，多集中在六、七、八、九四个月，占全年降水量的70~85％；年最大降雨量986.3mm(1994年)，年最小降水量322.6mm(1987年)，日最大降水量149.0mm(2001年7月11日)，时最大降水量45.3mm(1996年8月12日)，十分钟最大降水量18.7mm(1998年7月20日)，最长连续降水量为113mm(2002年)；多年平均蒸发量1664.7mm；无霜期204天；最大冻土深度61cm；年平均风俗2.7m/s。根据高平市1980-2021年气象局资料，项目区所在地多年平均气温9.2摄氏度，一月份最冷，极端最低气温-26.6℃(2019年)，七月份最热，极端最高气温36.7℃(2013年)；多年平均降水量563.5mm，多集中在六、七、八、九四个月；年最大降雨量705.4mm(2016年)，年最小降水量289.5mm(1983年)，日最大降水量173.4mm(1988年8月13日)，时最大降水量62.1mm(1995年7月17日)，十分钟最大降水量24.5mm(1988年8月23日)，最长连续降水量为116mm(2005年)；多年平均蒸发量1448.4mm；无霜期197天；最大冻土深度66cm；年平均风俗2.3m/s。矿区各县域气象特征详见表2-1-1。表2-1-1柿庄南所在地主要气象参数表编号项目县域沁水县高平市1气温(℃)平均10.59.22最高38.636.73最低-26.64年平均598.8563.55年最大986.3705.46年最小322.6289.57173.428编号项目县域沁水县高平市8时最大45.362.1910分钟最大18.724.5最长连续降水量1664.71448.4无霜期(天)2042.72.3(二)水文项目区所在地区地表水属黄河水系、沁河支流，柿庄南区块内较大的河流主要为柿庄河(图2-1-1)。柿庄河发源于柿庄镇东北部大端村马地沟，该河与发源于十里乡东北部范庄村老庄沟的十里河在固县汇合后称为固县河，流经东山又注入玉溪河，西入沁河。柿庄河年平均地表径流2780×104m3,年平均地下径流1520×104m3，年均径流深150mm，年平均清水流量0.06m3/s，枯水流量0.02m3/s,年输沙量88.4×104t。图2-1-1山西沁水盆地柿庄南区块地表水系图(三)地形地貌柿庄南区块地处太行山西麓，位于沁水向斜东南斜坡地带，属于中低山丘陵区，山峦山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案29重叠，沟壑纵横，高差悬殊。地势呈西高东低、北高南低的特点，由东南－东北－西南呈高程1283m，最低点位于矿区东南侧，高程972m，最大相对高差311m。柿庄河发源于柿庄镇东北部大端村马地沟，该河与发源于十里乡东北部范庄村老庄沟的十里河在固县汇合后称为固县河，流经东山又注入玉溪河，西入沁河。区内局部地段被黄土覆盖，覆盖层受到强烈的侵蚀、切割、多形成土梁、峁地形，同时发育冲沟，冲沟两侧分支沟谷发育，沟谷底大部分比较开阔，多呈“U”字型，部分地段狭窄，呈“V”字型出现。谷坡一般25-35度，局部超35度，坡体圆润，坡形连续完整，相对稳定。柿庄南区块2-1~2-4。照片2-1李庄村V型沟谷地貌(镜像SE60°)照片2-3中低山丘陵地貌(镜像NW330°)2三湾村U型河谷地貌(镜像NW310°)照片2-4柿庄河谷地貌(镜像SE10°)(四)植被柿庄南区块属于半湿润暖温带地区，区域植被是落叶阔叶林向森林草地过渡的地带性植被，植被类型主要由农业植被、林地植被和草地植被构成。农业植被系统主要包括农作物、农田地埂周边的灌草丛、防护林木等，农作物以小麦、玉米等杂粮居多；林地植被系统以片状和带状形式分布，多树种多林种结合，形成多层次的立体植被体系，经济林有苹果、红果、核桃等；草地植被系统为牧草地植被系统，主要分布在本区的山区、丘陵区的山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案30荒坡及沟道两侧，种类有沙打旺、紫花苜蓿、白羊草、蒿草、灌草丛等。(五)土壤本区土壤类型以褐土性土为主，成土母质是黄土，土层较厚，土壤干燥，质地较好，结构为屑粒状，表层土壤熟化程度高，是一种肥力较高的土壤。剖面取自沁水县故县乡坪头村旱地，种植玉米，褐土性土，耕性良好，垂直节理发育，水土流失较为严重。剖面主要性状如下：耕作层0~25cm，黄褐色，质地为轻壤-中壤，多为粒状到细核状结构、表层疏松下部稍紧实，分布大量作物根系，有机质含量为8.56g/kg；犁底层25~60cm，颜色褐色或黄褐色，一般中壤—重壤，核块状结构，有粘粒胶膜淀积，粘粒含量多在45％以上，分布少量作物根系；淀积层60~120cm，结构紧实，几乎无根系生长，碳酸钙含量在10~15%之间，呈微碱性反应。土壤pH值在7.68-7.71之间(表2-1-2)。土壤类型褐土性土权属沁水县故县乡坪头村地类旱地图斑编号0045种植作物主要农作物有：玉米、谷子、薯类等表2-1-2耕地土壤理化性质统计表深度cm有机质g/kg全氮g/kg有效磷mg/kg速效钾mg/kg土壤质地pH值土壤容重0-258.560.8721.257.6825-606.840.7133141.527.714.450.427898.63重壤7.7131地土壤剖面取自沁水县故县乡上梁村果园，种植苹果树，褐土性土，耕性良好，垂直节理发育，水土流失较为严重。剖面主要性状如下：表土层0~15cm，黄棕色，质地为轻壤，多为粒状到细核状结构、疏松，分布大量作物根系，有机质含量为8.15g/kg；淋溶层15-60cm，颜色黄褐色，中壤，粒装、团块状结构，分布大量果树根系，有机质含量为4.58g/kg；淀积层为60-90cm，颜色褐色，中壤，结构紧实，分布少量果树木本根系，有机质含土壤类型褐土性土权属沁水县故县乡坪上梁村地类果园图斑编号0011主要植被苹果树表2-1-3园地土壤理化性质统计表发生层深度cm有机质g/kg全氮g/kg有效磷mg/kg速效钾mg/kgpH土壤容重g/cm3土壤质地表土层0.798.97200.397.78轻壤淋溶层604.580.620.98189.417.81淀积层60-900.368.97101.497.82壤剖面取自高平市野川镇圪台村乔木林地，坡度较小，栽植油松、刺槐等。土壤性质未褐土性土，土体通透性较好，肥力较好。其剖面主要性状：枯枝落叶层0~15cm，颜色黑褐色，质地轻壤，上部为半分解枯枝落叶，下部为腐殖32质层，疏松，有机质含量10.56g/kg；淋溶层15~70cm，颜色黄褐色，质地中壤，团粒结构，根系较多，较紧实，有机质含g淀积层70-140cm，颜色褐色，质地重壤，土体紧实，仅分布少量木本根系，有机质含g土壤类型褐土性土权属高平市野川镇圪台村地类乔木林地图斑编号0074种植作物乔木：主要有油松、刺槐、杨树等灌木：酸枣、黄刺玫、柠条等表2-1-4)。表2-1-4林地土壤理化性质统计表深度cm有机质g/kg全氮g/kg有效磷mg/kg速效钾mg/kg土壤质地pH值土壤容重560.5936172.987.69705.230.4933135.977.683.250.419898.747.684、草地土壤剖面取自沁水县柿庄镇大端村其他草地，褐土性土；草地表层有轻度水蚀，有细沟；有钙淀积和料姜结核，粘粒矿物组成变化不大。草毡层0~15cm，分布大量浅根植物根系，有机质含量7.15g/kg左右；淋溶层15~50cm，颜色黄褐色，紧实，有少量深根植物生长；淀积层50~90cm，颜色黄褐色，黄土母质则紧实而深厚，几乎无植物根系分布,土壤pH值为7.73-7.74。33表2-1-5草地理化土壤剖面化学性状发生层深度(cm)有机质(g/kg)全氮(mg/kg)有效磷(mg/kg)速效钾(mg/kg)pH值土壤质地草毡层0~150.683.47158.967.74轻壤淋溶层15~500.419.89107.587.74淀积层50~902.540.346.5787.697.73土壤类型褐土性土权属沁水县柿庄镇大端村地类其他草地图斑编号0054种植作物白羊草及各种蒿草为。二、地质环境背景(一)地层岩性本区井田内赋存的地层由老到新有：下古生界奥陶希中通马家沟组(O2s)、下古生界奥陶系中统峰峰组(O2f)、上古生界石炭系中统本溪组(C2b)、石炭系上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组(P1s)和下石盒子组(P1x)、二叠系上统上石盒子组(P2s)、二叠系上统石千峰组(P2sh)和新生界第四系(Q)(图2-2-1)。据以往资料、钻孔揭露及地表出露情况，将地层由老到新叙述如下：1、奥陶系中统马家沟组(O2s)下部为浅灰~灰色角砾状泥灰岩、泥质灰岩及白云质泥灰岩，中部为灰色厚层致密石灰岩，岩溶发育；上部为浅灰~深灰色石灰岩、白云质灰岩。一般厚度308m左右。2、奥陶系中统峰峰组(O2f)为含煤地层的基底，平均厚度100m。与下伏地层上马家沟组为整合接触。上部为灰色~灰白色巨厚层状隐晶质石灰岩、局部裂隙发育，具方解石脉，间夹有白云岩及角砾状山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案34灰岩局部为泥质石灰岩。中部为灰色角砾状石灰岩，泥灰岩和石灰岩，灰色白云岩和泥质白云岩，局部溶洞发育，裂隙内充填有方解石脉。下部灰色石灰岩，浅灰色中厚层状白云岩，含泥石灰岩，局部溶洞发育。3、石炭系中统本溪组(C2b)本组厚度变化大，一般为3~22m，平均9m。与下伏地层呈平行不整合接触。主要由浅灰色含铝泥岩、铝质泥岩、深灰色泥岩组成，中、下部夹石英砂岩，偶见薄煤层及石灰岩。砂岩多呈不等粒结构且含细砾，碎屑以石英为主，次为泥岩屑、硅质岩屑。底部常具一薄层铁质泥岩或铁质粉砂岩，含黄铁矿，菱铁矿结核或透镜体，即“山西式”铁矿。该组属泻湖－潮坪沉积。4、石炭系上统太原组(C3t)K1砂岩底至K7砂岩底，与下伏地层呈整合接触;为主要含煤地层之一,平均厚115m。由深灰~灰黑色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层及石灰岩组成。为典型的海陆交互相沉积。根据岩性组合特征及沉积旋回可将本组分为三段。一段(C3t1)：K1砂岩底至K2灰岩底。厚14.07~51.62m，平均28.83m。由浅灰~灰白中细粒砂岩、深灰色泥岩、砂质泥岩及煤层(14、15、16号)及1~3层不稳定石灰岩组成，含少量植物化石碎片，含星散状黄铁矿及其结核。底部K1砂岩为灰白色中细粒石英砂岩，交错层理发育，硅质胶结，坚硬。顶部含主要可采煤层(15号)。由障壁—泻湖体系的障壁岛、泻湖、沼泽和泥炭沼泽等环境组成。二段(C3t2)：K2灰岩底至K4灰岩顶。厚18.86~49.42m，平均厚33.45m。由深灰色石灰岩(K2、K3、K4)、泥岩、砂质泥岩、砂岩及薄煤层(11、12、13号)组成。石灰岩中含大量动物化石，以K2、K3发育最为稳定，K4灰岩受后期冲刷而缺失。泥炭沼泽仅在海退后期废弃的三角洲前缘及潮坪上短暂发育，未形成足够厚泥炭沼泽即被下一次海侵所淹没。本段系下三角洲平原~前缘~碳酸盐台地沉积。CtK灰岩顶至K7砂岩底。厚18.74-79.54m，平均厚42.09m。以碎屑岩发育为特征。主要灰色-灰黑色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩(K5、K6等)及煤层(8、9、10号等)组成。泥质岩中含菱铁矿及黄铁矿结核，含大量植物化石碎片。砂岩层理构造发育。本段海侵作用减弱，过渡型三角洲平源广泛分布，分流河道决口频繁，未形成可采煤层。5、二叠系下统山西组(P1s)K7砂岩底至K8砂岩底，与下伏地层呈整合接触。是勘查区内主要含煤地层之一。厚山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案3543.48-60.43m，平均47.22m。由灰-深灰色中-细粒砂岩、粉砂岩和灰黑色泥岩及煤层组成。主要可采煤层3号煤位于本组下部。本组与太原组K6顶上沉积构成由前三角洲-前缘-平原的完整三角洲旋回，3号煤层之上以河流作用环境为主体。其上部系上三角洲平原的分流河道、间湾(含决口扇、天然堤)、沼泽等沉积。6、二叠系下统下石盒子组(P1x)K8砂岩底至K10砂岩底，与下伏山西组呈整合接触，平均87m厚。由灰绿色、灰色泥岩、砂质泥岩；间夹黄绿色、浅灰色砂岩组成。顶部为灰白色铝质泥岩，以高岭石为主，含大量菱铁质鲕粒及黄铁矿团块，俗称“桃花泥岩”，是K10砂岩良好的辅助标志。底部K8砂岩以细粒砂岩为主，成份石英为主、长石次之、含云母，菱铁质显示交错层理。本组系上三角洲平原~曲流河~湖泊相沉积。山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案36图2-2-1沁水煤层气田柿庄南区块东区地层综合柱状图山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案377、二叠系上统上石盒子组(P2s)K10砂岩底至K14砂岩底，与下伏地层呈整合接触。平均500m。由黄绿色、灰绿色、灰白色砂岩，黄色、黄绿色、紫红色等杂色泥岩、粉砂岩组成。根据岩性特征可将本组分为三段。下段(P2s1)：K10砂岩底至K12砂岩底，厚157~200m，平均178m。主要由灰绿色、灰色、黄绿色、局部夹紫红色斑块的泥岩与灰绿色、灰白色砂岩互层组成。泥岩成份主要为纤状水云母及高岭石，局部泥岩中含菱铁质鲕粒。中上部夹铁质砂岩及锰铁质结核。砂岩成份主要为石英、长石、钙化岩屑，次为硅质及粘土岩屑等，含少量绿泥石及重矿物。底部K10砂岩为浅灰色、灰白色中细粒砂岩，局部为粉砂岩，交错层理发育中段(P2s2)：K12砂岩底至K13砂岩底，平均100m厚。由黄色、灰黄色、局部夹紫红色的泥岩及粉砂岩互层，夹巨厚层状的黄绿色、灰白色砂岩组成。底部K12砂岩为灰白色、灰绿色含砾中粗粒砂岩、大型交错层理发育。上段(P2s3)：K13砂岩底至K14砂岩底，由灰黄色、黄色、紫红色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩,浅灰色、灰黄色砂岩组成。顶部泥岩中夹2-3层褐黄色、灰白色、紫红色相间的彩带状燧石薄层。底部K13砂岩为灰白色含砾中粗粒砂岩，交错层理发育。本组系半干旱湖泊~曲流河沉积。8、二叠系上统石千峰组(P2sh)底部K14砂岩与下伏地层呈整合接触，一般厚177m左右,主要出露在中南部、东部。由灰黄色、黄绿色砂岩，紫红色、棕红色泥岩组成。上部泥岩中含大量似层状灰岩或钙质结核。根据岩性特征将本组分为上、下两段。下段(P2sh1)：厚度一般为87~96m，平均92m。由黄绿色中粗粒砂岩夹紫红色泥岩组成，泥岩中含钙质结核，井田西部大面积出露。主要由黄色、灰黄色中粗粒砂岩夹紫红色泥岩组成。底部K14砂岩为灰白、黄绿色含砾中粗粒砂岩，大型板状交错层理发育，含石英、燧石细砾，地貌上常形成陡崖。本段系曲流河体系沉积。上段(P2sh2);厚度为66~104m，平均88m。由紫红色、棕红色泥岩、砂质泥岩夹黄绿色砂岩组成，泥岩中常含钙质结核及似层状淡水灰岩。底部以一层厚层状色泽鲜艳的红色泥岩与下伏下段地层分界。系干旱湖泊体系沉积。9、三叠系下统刘家沟组(T1l)下统刘家沟组(T1l)：该组主要出露于本区中西部，多被植被掩盖，东部仅在山顶零星发育。底部为浅黄灰色、浅肉红色薄－中厚状中－细粒砂岩，夹紫红色砂质泥岩；下部山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案38为棕红色、浅灰红色细粒长石砂岩，具大型板状交错层理，夹薄层紫红色、棕红色泥岩；中部为棕色中厚层状细粒长石砂岩；上部为棕、棕黄色细粒砂岩、粉砂岩。全组厚438~中更新统(Q2):该套地层呈角度不整合覆盖于下伏各时代地层之上，厚度为0~20m。上部为黄灰色、浅棕黄色、浅棕红色砂质粘土，含钙质结核，在白土街、凹则及簸箕掌一带钙质结核成层状分布，一般厚0.4~1m，在区东南部簸箕掌一带厚达2.5m。主要分布于半山坡及山包顶。底部偶见砂砾层。上更新统(Q3):该套地层主要分布于河谷两侧边缘Ⅱ级阶地上，厚0~30m。上部多为浅灰黄色砂质粘土，含零星的钙质结核；下部为砂层、砾石层与粘土、砂质粘土互层。全新统(Q4):全新统主要分布于柿庄河、固县河及其支流的河床、河漫滩及沟谷中，厚约0~30m。由砂质粘土和不同粒度的砂、砾组成。与下伏地层呈不整合接触。(二)地质构造沁水盆地为一发育在古生代克拉通基底上的复向斜构造，盆地东以太行山隆起为界，西至霍山隆起，南起中条山隆起，北到五台山隆起。盆地盆地内部构造简单，地层产状较为平缓，断层不甚发育，煤层变形程度相对较弱。沁水盆地在寒武纪至中奥陶世时，地壳稳定沉降，在古老结晶基底上形成了浅海相碳酸盐为主的沉积。中奥陶世以后，由于加里东地壳运动，使华北地台整体隆起，致使沁水盆地缺失了晚奥陶世至早石炭世的沉积地层。到中石炭世，海西运动使本区地壳再次沉降，沉积了石炭-二叠系海陆交互相含煤地层，奠定了形成煤层气的物质基础。三叠纪末的印支运动使华北地区逐渐解体，盆地开始整体抬升，遭受风化剥蚀。燕山期盆地内部构造运动强烈，在东西向挤压应力作用下地层再次抬升且局部地区在抬升的过程中还伴有岩浆侵入，形成不均衡的高地热场，使煤的变质程度进一步加深。喜山期沁水盆地受鄂尔多斯盆地东缘走滑拉张应力场作用形成了榆次—介休一带的晋中断裂和北部及东南部的NE向正断层，致使沁水盆地定型于现今状态。柿庄南区块东区内部总体为一NW倾向的单斜构造，区块北部断层较为发育，断层性质通常以正断层为主，走向多为NNE向；南部地层产状平缓，主要发育宽缓的背向斜及单斜构造；此外区块内部偶见陷落柱，主要分布于区块的西部和北部，陷落柱规模一般较小；地质构造图见图2-2-2。山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案39图2-2-2柿庄南区块地层构造图柿庄南区块东区断层稀少，主要断层为寺头正断层，根据二维地震成果显示：寺头断层由西南至东北方向贯穿整个柿庄南区块，在区块内延伸长度32200m，走向NE，倾向NW，倾角15°~86°，落差在10~545m，是本次储量申报区的西、北部边界断层。寺头断层对区块内煤层气成藏有一定控制作用，在寺头断层附近发育一些断距较小的次级断层。20m。DFmNNWSWW差在0~100m。DFmSNE，落差在0~180m。山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案40E落差在0~35m。主要断层一览表见表2-2-1，主要断层分布见图2-2-3。表2-2-1柿庄南东区主要断层一览表名称延伸长度(m)走向、倾向、倾角落差(m)寺头正断层32200NENW15~86°10-545DF6正断层35500-20DF22正断层5060DF33正断层8260DF35正断层39000-35图2-2-3柿庄南东区地主要断层分布(三)水文地质1、地下水泉域柿庄南区块东区地下水属延河泉岩溶水系统、三姑泉岩溶水系统两个地下水系统。柿庄南区块东区北东侧归于三姑泉域，西侧归于延河泉域(图2-2-4)。延河泉岩溶水系统位于本区西南侧，面积约3000km2；泉域东部边界是晋获断裂带，西边界为震旦系变质岩，南边界为山西与河南交界的天然分水岭(老地层出露)，北部边界为寺头断层。三姑泉岩溶水系统位于本区东南侧，与延河泉岩溶水系统吡邻，面积约3120km2。山西沁水盆地柿庄南区块煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案41图2-2-4柿庄南区块与三姑泉域、延河泉域位置关系图2、垂向含水层发育特征(1)奥陶系中统灰岩岩溶承压水含水层区块内奥陶系灰岩尤其是正常的区域岩溶含水层埋深巨大。奥灰岩溶含水层主要接受区域奥灰岩溶水的侧向补给。从邻近地区煤田水文地质资料来看，一般奥陶系顶部灰岩富水性很弱。中奥陶统下马家沟组钻孔单位涌水量为0.052l/s·m，属相对隔水层。上马家沟组中、下部一般岩溶裂隙较发育，富水性较强，但往往也出现较大差异。据区块东侧东峰煤矿2号水源井在上马家沟组地层抽水试验资料，水位降深1.90m，涌水量为11.39l/s，单.99l/s·m，岩溶水位标高为623.80m，水质类型为HCO3·SO4-Ca·Mg型水。奥灰岩溶水矿化度一般小于1000mg/l。本区块属岩溶地下水的径流区。据收集井田附近区域井孔的岩溶水文地质资料分析，井田内岩溶水位标高在570~680m之间，自井田北部往南流动，至南部转向南偏西，在区外与区域岩溶水汇合后，往延河泉方向径流排泄。表2-2-2柿庄南区块周边水文钻孔O2段抽水试验成果一览表孔号坐标试验层位水位标高单位涌水量(l/s.m)TDS(mg/l)水化学类型XY3023973395.9901.1