寿阳区块位于山西省中部、沁水盆地北部，区内发育3#、9#和15#煤层，其中15#煤层是煤层气开发的主力煤层。通过十几年的勘探开发，关于水文地质做了大量的研究，但煤层气排采井产水量大，水的来源问题一直没有明确答案。本文通过收集排采井地质、生产资料，对区内石炭-二叠系含水层厚度进行统计分析，预测了含水层的展布，研究了主要含水层初始水势。通过煤层气井长期水样监测，分析了煤层气井产出水主要来源。通过分析每口井产水量与含水层纵向和平面特点，对有利开发层和有利岩性组合提出了建议。

1、煤系地层含水层精细划分

寿阳区块位于位于北北东向新华夏系第三隆起带太行山隆起西侧，汾河地堑东侧，阳曲-盂县纬向构造带南翼。总体形态呈现走向东西、向南倾斜的单斜构造。区内构造较简单，地层平缓，倾角在10°左右。局部发育不同方向的次一级褶曲、断裂及岩溶陷落柱。

研究区地层由老到新为太古界龙华河群，元古界汉高山群，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系，中生界三叠系，新生界第三系和第四系。其中，石炭系、二叠系为煤系地层。

奥陶系顶面至15#煤层底板间岩层为泥灰岩，厚81.53-115.22m，平均厚95.45m，具有良好的隔水性能，对奥灰岩水进入煤系能起到阻碍作用，成为石灰岩含水层与可采煤层之间的最主要隔水层。影响煤层气排采的含水层主要是煤系内与煤层相邻的砂岩含水层。通过单井日产水量与岩性关系分析以及对研究区砂体展布的研究，结合层序地层，对影响研究区内3#、9#、15#煤层的含水层进行了精细划分（图1）。由可知，主要是含水层K1、K2’S、K5、K7和K7’等5个砂岩层。煤系地层主要发育两套含水层组及多层隔水层（见图1）。

1.1石炭系上统太原组砂岩含水层组

石炭系上统太原组下部K1砂岩含水层局部与15#煤层接触，是15#煤层之下的主要含水层。太原组中上部含K2_下、K2、K3、K4四层灰岩，因其岩性致密，含水性弱，对15#煤层的排采不产生影响。15#煤层之上发育砂岩透镜体K2’S，厚度变化较大，局部较厚，该砂岩层对15#煤层产水的影响较大，是15#煤层之上的主要含水层。太原组9#煤层之下发育的K5砂岩，是影响9#煤层排采的含水层。在含水层之间夹有数层泥岩、粉砂岩等塑性岩层组成的隔水层，将各层含水层分割成呈层状分布的含水层，相互间水力联系微弱。地下水的流向总体受地层产状的制约，沿着倾向运动。

1.2二叠系下统山西组砂岩含水层组

该含水层由山西组底部K7砂岩和3#煤层之上的K7’砂岩组成。K7砂岩层厚度较大，在区内大面积分布，连续性较好，是影响3#煤层和9#煤层排采的主要含水层。K7’砂岩含水层对3#煤层的排采有影响。