水力压裂法是目前常用的页岩气开采技术,水力压裂对地下水的污染一直是人们关心的重点,然而国内页岩气研究仍处于起步阶段,大部分针对水力压裂对地下水的污染集中定性研究上,还较少有针对该问题定量上的研究。开展水力压裂对地下水环境影响的定量研究,对未来保护页岩气开采区的地下水具有重要意义。本文总结了页岩气开采工程的研究背景,概括了前人对于页岩气开采及相似工程的研究,分析了前人研究中存在的问题。以某区块页岩气开采工程为例,介绍了水力压裂的工艺特点概况和研究区地质条件。根据工程特征和研究区地质条件,将模拟区域概化为二维、均质、等厚、产状水平的概念模型。比较了地下水数值模拟中常使用的软件,选择TOUGH2的界面化软件PetraSim来建立数值模型。为了研究水力压裂对含水层的影响,在对研究区进行模拟概化、数值模拟的基础上,分别按照有断层的水平井、无断层的直井、无断层的水平井三种情况,预测分析不同情况下水力压裂对地下水盐度场的影响。结果表明:(1)水力压裂会增加压裂井附近页岩上覆盖岩层的盐度;(2)水力压裂之后,压裂液及地下深层卤水在地下水中产生的影响范围逐渐扩大,盐度场的垂向扩散速率为0.18m/a;(3)如果压裂作用使得岩层中的裂隙得以贯通,或在断层附近进行压裂,则污染物运移到浅部含水层的时间将由几十万年缩短至几千年;(4)对比四种情况,盐度场的变化规律基本相同。在相同的断层情况下,有无水平井对于污染羽最前端的垂向运移距离几乎没有影响;(5)模型的参数敏感性分析结果显示,泥岩渗透率、孔隙度、泥岩层中断层的渗透率及其各向异性、水力压裂区域到断层的距离对模拟结果的影响较大。污染物的迁移距离与泥岩渗透率及孔隙度大小成反比,与泥岩层中断层的渗透率及各向异性的大小成正比,与水力压裂区域到(导水)断层距离的远近成反比。