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二氧化碳强化深部咸水开采(简称强化采水，Carbon Dioxide Enhanced Water Recovery,CO2-EWR)技术，是指将CO2注入深部咸水层或卤水层，驱替高附加值液体矿产资源或深部水资源的开采，同时实现CO2长期封存的一种过程。该技术的提出主要基于两大背景:一是传统二氧化碳地质封存(CCS)工程尚存在许多缺点（例如无产出、成本高，存在很多潜在地质风险等）;二是中国的水资源和矿产资源日益短缺。CO2-EWR技术可以同时解决上述两个问题。一方面，CO2-EWR可以通过咸水的开采缓解储层压力抬升，提高储层CO2的可注性和封存量，同时有效避免由储层压力抬升引发的地质风险。另一方面，CO2-EWR可以从采收的咸水中获得宝贵的水资源和其中的液体矿产资源（如锂盐、钾盐、溴素等）。这使得CO2-EWR成为一种同时实现CO2规模化减排和利用的CCUS(CO2捕集、封存和利用)技术。CO2-EWR在我国具有广阔的发展前景，并且越来越具有技术和经济可行性。但目前在国内尚处于研发阶段，还没有专门针对CO2强化采水技术全系统的国家级科研项目。建立完善的选址评价体系以及场地稳定性评价方法对于推动CO2-EWR技术的发展至关重要。要想获取CO2-EWR技术的政策支持和长远发展，场地稳定性评估及安全控制方法是其中必须要解决的问题。储层非均质性和天然断层是影响CO2-EWR稳定性的两个重大地质因素。为了填补CO2-EWR场地力学稳定性评价和控制方面的空白，本文以储层中粘土夹层和地层中的隐伏断层为切入点，通过理论分析和数值模拟开展两大地质因素对CO2-EWR工程场地稳定性的影响评估，同时探索隐伏断层安全调控方法。 基于以上背景，本文研究首先解决储层粘土夹层的模拟方法和数值模型中断层结构的描述方法。包括以下三项关键科学问题: (1)CO2-EWR工程中储层粘土夹层对地表变形影响机理。 (2)CO2-EWR工程中流体注采活动影响下断层滑移规律。 (3)CO2-EWR工程场地隐伏断层稳定性控制方法。 针对上述三项关键科学问题，本文主要开展了以下几方面的研究工作: (1)采用两段尖灭的透镜体构造描述储层中粘土夹层的几何特性，采用剑桥模型描述粘土夹层的力学和变形特性，开展CO2-EWR工程中储层粘土夹层对地表稳定性的影响研究; (2)基于不同发育阶段的断层结构特征，开展CO2-EWR工程中无断层核隐伏断层滑移特性和对地表变形的影响规律; (3)基于断层核不同发育程度下的渗透特征，开展CO2-EWR工程中有断层核隐伏断层滑移特性和对地表变形的影响规律; (4)在第(2)(3)项研究结果的基础上，开展CO2-EWR工程场地隐伏断层安全调控方法研究。 取得的主要结论如下: 流体注入过程中，粘土夹层上方区域的地表隆起量一般小于邻近地表，导致其上方地表呈“凹陷”状态。此“凹陷”效应会随着夹层水平位置的不同对地表造成不同的影响。流体注入过程中，粘土夹层的对数弹性体积模量和泊松比对地表变形的影响相对较为显著。而流体采出过程中，则是其渗透系数和对数塑性体积模量。采出过程中粘土夹层参数对地表变形影响的敏感程度远远大于注入过程，因此工程中应尽量避免使采出井靠近粘土夹层。储层中粘土夹层对流体的阻渗性存在阶段和突变特性，如果夹层的渗透系数处在突变范围内，会造成地表产生较大程度的倾斜。 工程场地中的隐伏断层，无论有无断层核结构，下盘储层是对断层稳定性有利的注入盘，而上盘储层是对断层稳定性有利的采出盘。因此对CO2-EWR工程来说，建议将注入井布置在断层下盘，采出井布置在断层上盘。断层核的发育程度会对CO2-EWR工程效果造成至关重要的影响，一方面会影响CO2的强化采水效果，另一方面会影响断层的稳定性。当断层带无断层核或有断层核但渗透性很好时，可以通过断层安全调控方法（注采模式、压力管理模式、最优注采比、井位控制等）提高断层的稳定性，甚至可以使断层处于几乎不发生滑移。