全球气候变暖已经严重威胁到了人类的生命财产安全,CO₂作为导致全球气候变暖的罪魁祸首之一,如何减少大气中的CO₂含量已经是人类亟需解决的科学问题。目前,进行CO₂地质封存已经是很多科学家认可的方法之一,而其中深部咸水含水层的CO₂封存是其重要的组成部分之一。深部咸水含水层的CO₂封存包括地层构造封存、水动力封存、束缚气封存、溶解封存、矿化封存等多种不同的封存机理。而束缚气封存的形成需经历两个过程:首先,在CO₂注入阶段在岩石孔隙中形成残余水;其次,当CO₂停注后,地层水回流,在岩石孔隙中会残留部分超临界CO₂,这部分残余气就形成了束缚气封存。本研究用去离子水及人工配置的17.5g/L和35g/LNaCl溶液、17.5g/LCaCl₂溶液在40℃8MPa条件下进行驱替实验模拟残余气的形成过程。残余气的形成过程模拟是在用上述4种溶液模拟形成残余水的基础上进行的。本实验使用的是均质、各项同性的人造亲水性岩心,该岩心为长柱状,规格80×50mm,孔隙度为0.139,渗透率为1.33mD。经过6h的气驱水实验,得到上面4种溶液的残余水饱和度随时间变化曲线及最终的残余水饱和度。对比各排驱实验得到的残余水饱和度曲线,我们发现,在一定的浓度范围内,岩心的残余水饱和度有随NaCl浓度增大而增大的趋势,但是当其浓度超过某值时,岩心的残余水饱和度反而会随NaCl浓度增大而减小;CaCl₂的存在对残余水形成过程的影响很小,其最终的残余水饱和度与去离子水很接近,而NaCl的存在对残余水形成过程有明显的影响。这表明,在地下深部咸水含水层中,以Na?Cl型水为主的咸水含水层相比于Ca?Cl型水为主的地下含水层,在CO₂注入阶段会形成更多的残余水,相应地,可注入的CO₂量更少。水驱气实验结果表明,NaCl的存在对残余气的形成过程有明显影响,并且残余气饱和度随着NaCl浓度增大而增大,CaCl2的存在也对残余气形成过程都有明显的影响,且NaCl溶液驱替实验的残余气饱和度大于CaCl₂溶液实验的残余气饱和度。这也表明,地下深部咸水含水层中的Na⁺、Ca²⁺、Cl^-的水含水层的束缚气封存量,以Na?Cl型水为主的含水层束缚气封存潜力比以Ca?Cl型水为主的含水层束缚气封存潜力大。