美国“页岩气革命”的成功,让世界各国意识到了页岩气的潜力,而纷纷开始了对页岩气的探索。20世纪末我国开始了针对页岩气的研究,随着钻井技术与压裂技术的突破,我国页岩气产业迅速发展。2015年涪陵页岩气田宣布进入了商业化开发,至此我国成为世界上第三个实现页岩气商业化开发的国家。页岩气虽然是一种清洁能源,但页岩气开采所造成的环境影响比常规油气资源更大,尤其是对地下水环境的影响。为了探究页岩气开采对地下水环境的影响,本次研究以长宁页岩气勘探开发区宁209井区X平台所在的水文地质单元为研究区。通过对页岩气开采流程进行地下水环境影响识别,探究页岩气开采造成地下水污染的途径,并运用单因子污染指数法分析不同的工作液中各因子的污染指数,从而确定宁209井区页岩气开采地下水特征污染物。本次研究基于数字高程、地层界限与岩层产状等数据,通过地质建模软件Geo Modeller建立了研究区三维地质模型,并运用Fe Flow软件进行地下水流及溶质运移数值模拟。通过对页岩气开采地下水污染途径、特征污染物、三维地质建模以及地下水流及溶质运移数值模拟的研究,本文主要结论如下:(1)页岩气开采造成地下水污染的方式有很多,诸如生活污水、钻井液、钻井废水等泄漏均会在一定程度上造成地下水污染,但主要途径有两种。一是渗漏,即地表防渗措施失效时污染物可以随降雨入渗,经过包气带进入饱水带。二是井漏,即由于钻遇地层、固井缺陷或地层错动等原因,导致存在较大裂隙或溶洞等空间时,在压差的作用下井内的工作液直接进入含水层。(2)通过单因子污染指数法进行计算,选取污染指数较高的因子作为特征污染物。在聚合物无固相钻井液中有机污染物与Cl^-的污染指数较高;KCl-聚合物钻井液中重金属(Al³⁺、Zn²⁺)与Cl^-的污染指数较高;油基钻井液中有机污染物与Na⁺的污染指数较高;压裂液中重金属离子(Cd²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Pb²⁺)与NO₃^-的污染指数较高。(3)运用Geo Modeller,基于数字高程、地层界限与岩层产状等数据建立,并经过钻孔数据校正的三维地质模型,可以实现对研究区水文地质条件的精确概化。(4)通过溶质运移数值模拟发现,集液池池底破损污染物自地表入渗时,运移365天后受影响的地下水及岩土体体积达到最大,分别为2.55×10⁴m³、1.09×10⁵m³,运移2920天后地下水与岩土体中Cl^-含量完全达标。井管破损污染物直接进入含水层时,运移431天后受影响的地下水及岩土体体积达到最大,分别为1.85×10⁴m³、6.17×10⁴m³,运移2014天后Cl^-含量完全达标。