水动力条件控制并影响了煤层气的赋存与产出。它是煤层气勘探开发中一个十分重要的影响因素。分析柿庄南区块太原组含水层地下水动力条件对探讨该区15号煤层煤层气生成、运移、富集及煤层气勘探有利区预测,均具有非常重要的理论和实际意义;可为太原组高含水煤层气井的排采提供参考依据。本文通过水化学分析和氢氧稳定同位素测试等途径,综合分析了研究区煤层气井产出水地球化学特征,查清水质、水源,煤层与顶底板岩层组合及其之间的水动力联系。得知气井产出水表现出高矿化度、高盐度的特征,水质类型主要为Na-HCO3-Cl型和Na-HCO3型,个别为Na-Cl型。产出水δD值在-85.5‰~-80.0‰之间,平均-83.2‰;δ180值在-11.8‰~-10.2‰之间,平均-11.2‰;两值均落在该区大气降水附近,说明地下水的初始来源为大气降水。利用灰色关联度法对产出水与潜在来源水进行多变量关联分析与计算,得到与产出水关联度最高的为煤层水(0.72~0.87),其次为顶板灰岩水(0.5~0.89);由此判断气井产出水应是煤层水和灰岩水的混合水,以煤层水为主。根据补给区高程及混合水比例计算得出,研究区地下水的补给区为东部山区及高地,目前气井产出水中15号煤层水所占比例在73.3%~95.3%之间,顶板灰岩水的比例范围为4.7%~26.7%;随着排采的进行,顶板水补给将进一步增强。在此基础上利用QuantyView及IES模拟软件对上石炭统太原组15号煤层段含水层流线模拟。结果显示:整体上地下水是自东北向西南单向网状径流,局部汇流;分别在枣园和潘庄地带形成汇水中心,但不同地段的水动力条件却有所差异,这是造成煤层气井产气(水)量非均质性较强的重要原因。耦合分析了地下水动力场与煤层含气量之间的关系,在此基础上预测得出研究区由边缘向中心依次为煤层气勘探不利区、较有利区和最有利区。与此同时,利用Visual Modflow4.2软件模拟预测了 TS-626煤层气单井排采过程中水位及降落漏斗变化规律。得出90天排采期内,单井周围40m范围内地下水流场变化及漏斗坡度较大,煤储层水平压降漏斗半径一般不超过150m,其变化趋势总体上呈“缓慢-快速-缓慢”形态。当顶板灰岩的渗透系数增大时,灰岩水对煤储层的补给增大,致使煤储层压降漏斗扩展缓慢。