CO2地质封存(CCS, Carbon dioxide Capture and Storage)是减少大气中CO2含量从而抑制全球变暖的有效手段,受到世界各国的青睐。C02地质封存的方式主要分为油气藏封存、废弃煤层封存以及深部盐水层封存,根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于CCS技术的特别报告,深部盐水层封存是所有CO2封存技术中最有潜力的一种。在地层条件下的CO2通常以超临界状态存在,超临界态的C02具有密度大、粘度低、扩散系数大的特点,传质性能极强,有利于C02在盐水层中封存。超临界C02注入地下之后,由于盐水间密度差向储层上方移动,受到顶部盖层的阻挡停留在储层顶部,在构造封存、束缚封存、溶解封存和矿化封存等机理的共同作用下实现永久封存,过程中包含了复杂的物理和化学变化,如CO2在储层多孔介质中的迁移和扩散,与地层盐水的接触与对流混合,CO2-盐水-地层矿物间的长期反应造成的储层与地层流体性质变化。本文以地层条件下超临界CO2流动机理为研究对象,设计了模拟原地条件下超临界CO2驱替地层盐水的实验装置,并通过室内实验模拟的方法研究CO2在盐水层中的封存机理。通过非稳态法CO2驱替地层盐水实验,得到了不同驱替条件下CO2-盐水体系相对渗透率曲线的变化规律,分析实验结果可知：实验岩心的渗透率越低,其束缚水饱和度越低,曲线端点处CO2和盐水的相对渗透率越低；实验的温度越高,CO2的相对渗透率曲线变化越慢,束缚水情况下C02的相对渗透率越低；驱替压力的变化导致C02-盐水体系相对渗透率曲线形态变化,驱替压力升高时,体系中CO2的相对渗透率曲线变化越快,束缚水情况下CO2的相对渗透率越高,最终的驱替效率也越高。同时开展了超临界C02驱替实验前后岩石矿物与流体成分变化分析实验,分析对比CO2驱替前后地层岩石与流体组分的变化,分析实验结果可知,以石英、钾长石和斜长石为主的矿物成分化学性质稳定,不易与地层盐水发生反应；以高岭石为代表的各黏土矿物,在驱替实验前后质量有较明显变化,说明其在酸性条件下会与C02-盐水体系发生反应,禁锢住游离的CO2,是矿化封存作用的主要成分。