近年来，CO₂大量排放被普遍认为是导致全球气候变暖的重要原因之一，越来越受到世界各国政府、科学家和人们的广泛关注和高度重视。CO₂地质储存是将固定点源（多数为发电厂或类似的工业点源）所产生的CO₂通过收集，并注入到地下深部相对封闭的地质构造中，从而阻止或减少CO₂向大气中的人为排放，被认为是实施CO₂减排的有效措施。本论文以鄂尔多斯盆地东北部的石盒子组深部咸水层为研究对象，通过对储层岩石成分的分析和CO₂-水-岩石相互作用的室内模拟实验，研究CO₂注入后对储层砂岩的改造作用及其影响因素，进一步探索CO₂地质储存机制，为该盆地深部咸水层CO₂的储存能力、安全性评估和工程实施提供了理论依据，具有一定的指导意义。研究发现CO₂注入目标层后，在地层的高温高压环境下，首先CO₂溶于水使咸水层酸性加强，然后与储层砂岩相互作用改变砂岩的矿物组成，生成固碳新矿物，从而实现CO₂的地质储存。在CO₂-水-岩石相互作用过程中，砂岩中的长石、粘土等可溶矿物发生了溶蚀，同时也生成了片钠铝石、方解石和铁白云石固碳矿物以及高岭石、绿泥石非固碳矿物。其中，固碳矿物的生成表明了该储层CO₂储存的可行性、稳定性和安全性。同时，论文也研究了温度、压力、矿化度和混合气对CO₂-水-岩石相互作用的影响，研究结果表明：1)温度升高可加剧砂岩中可溶矿物的溶蚀，促进铁白云石和方解石的形成，但降低了片钠铝石的稳定性。2)压力升高增加了溶液中CO₂的浓度，一方面促进了砂岩中可溶矿物的溶蚀，另一方面有利于片钠铝石固碳矿物的沉淀。3)矿化度的增加有利于维持咸水中酸碱的平衡性，加速碳酸盐固碳矿物的沉淀。4)强酸性混合气的加入，明显的增强了咸水层的酸性，加速了砂岩中可溶矿物的溶蚀，但短时间内不利于固碳矿物的形成。