二氧化碳捕集与封存（CCS）技术,特别是CO₂地质封存是大规模减少温室气体CO₂排放的最有效技术之一。为了研究神华CCS示范项目静态封存阶段对地层的安全性与地质封存的稳定性,本文以神华鄂尔多斯CCS示范项目的纸坊组盖层、刘家沟组储层、马家沟组储层岩作为研究对象,采用模拟真实地层条件进行CO₂-咸水-地层岩反应,研究地质封存过程中CO₂注入后对盖储地层的影响,随后通过CMG-GEM软件来模拟长时间的地质封存反应进程。室内物理模拟实验研究表明CO₂注入后,在高温高压的地层条件下先迅速溶解于地层咸水中,使反应液中的HCO₃^-浓度明显增加,生成H⁺和CO₃^2-,进而与岩石样品发生一系列地球化学反应。其中包括石英、长石类矿物、黏土类矿物等的溶蚀作用,和生成新的矿化产物如方解石、白云石、片钠铝石、绿泥石等。在所有CO₂-咸水-地层岩反应中的Ca²⁺+Mg²⁺浓度都有所增加,表明有利于矿化封存的进行。同时实验数据表明,所有研究区块咸水的pH值变化较小,说明了CO₂的注入对研究区块地层条件影响较小,也说明了该区块CO₂地质封存的安全性较高。同时,本论文对所选储层岩心样品从溶蚀率,微观结构,反应液pH值变化,反应液离子浓度变化等方面进行了分析比较,得出了刘家沟组储层更适于CO₂的地质封存。本文采用刘家沟组储层条件进行CMG模拟封存实验,封存时间为500年,所得数据表明随着反应时间的延长,地层咸水中CO₂溶解浓度和Ca²⁺+Mg²⁺浓度明显增加,地层岩石溶蚀率增加,CO₂的矿化封存率也随之逐渐增加,进而可证明整体的CO₂封存量和封存效果也较为理想。本课题通过室内实验与数值模拟相结合,为神华鄂尔多斯CCS示范项目前所处的静态封存价段的适应性与安全性的评估提供了进一步的理论基础和科学判据。