本文采用分子动力学（MD）方法研究了单一体相超临界二氧化碳的结构，并以此为基础结合液体声学理论对超临界二氧化碳的密度、自扩散系数、粘度和表面张力进行了模拟计算。结果表明：超临界状态下二氧化碳体相内部存在密度涨落现象，分子键角偏离180°使得二氧化碳分子出现瞬时偶极矩是造成这一现象的原因；超临界状态是二氧化碳由液态向气态过渡的区域，此时二氧化碳具有明显的液态流体特征，液体声学理论可以与分子动力学模拟技术相结合用于超临界二氧化碳的研究；结合分子动力学模拟技术和液体声学理论可以准确的模拟超临界二氧化碳的密度、自扩散系数、粘度和表面张力，计算结果与美国国家标准局（NIST）的数据一致。针对地层条件采用分子动力学模拟方法研究了超临界状态下二氧化碳分子在石英狭缝中的吸附结构，分析了该吸附结构的特性与形成原因，并研究了狭缝宽度对吸附特性的影响。研究发现：在宽度为30的石英狭缝中，超临界二氧化碳分子排布分为吸附层和游离层，吸附层又分为第一和第二吸附层两层，第一吸附层密度最大，分子聚集明显，第二吸附层密度、游离层密度依次降低，吸附层分子排布规律和石英表面羟基基本一致，有序性高；二氧化碳分子和石英表面之间的范德华力和氢键是吸附结构形成的主要原因，其中范德华力主要是色散力和诱导力；吸附结构形成后在体系内部形成相对稳定的局部电场，稳定的电场进一步促进了该结构的稳定；各层吸附结构在有序性和二氧化碳分子运移能力上呈现出不同特性，第一吸附层有序性最强，第二吸附层、游离层有序性依次降低，运移能力则依次增强，各层分子水平运移能力均强于法向运移能力；狭缝宽度减小导致吸附结构层数减少，造成二氧化碳分子排布有序性增强而运移能力下降，并最终促进吸附稳定提高。本文采用分子动力学模拟的方法评估了地层主要环境因素（狭缝尺寸、压力、温度、润湿性、地层水）对超临界二氧化碳在岩石狭缝中吸附的影响，并对影响机理做了简要阐述。研究发现：在宽度小于30的狭缝中，超临界二氧化碳在狭缝中的吸附能力随狭缝宽度的减小而增加，但当狭缝宽度小于10后二氧化碳在狭缝中的吸附能力随狭缝宽度的增大而减小；压力对超临界二氧化碳在岩中的吸附有促进作用，此作用主要是压力升高促使二氧化碳密度增大产生的，狭缝与超临界二氧化碳分子直接作用带来的密度聚集与压力变化成反比；温度升高不利于超临界二氧化碳在岩石中的吸附，这是因为物理吸附是放热过程，温度升高不利于吸附的发生；岩石润湿性对超临界二氧化碳在岩石中的吸附能力影响呈两极化特点，吸附能力随岩石由亲水向完全亲油转换呈现先减小后增加的趋势，氢键作用和相似相容作用是导致这一变化的主要原因；地层水较少时有利于超临界二氧化碳在岩石中的吸附，但是过多的水会覆盖岩石表面并占据二氧化碳分子的吸附位点从而减弱吸附能力。