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工业革命以前，大气中CO2的浓度约为280 ppm，然而仅仅经过一个多世纪的时间，其浓度已经高达390 ppm，升高了约35％～40％。CO2作为主要温室气体，直接导致了全球气温上升，带来了一系列气候与环境问题。最近几次气候大会（哥本哈根、坎昆、德班）一直在协商各个国家CO2减排的任务，我国也在2009年11月宣布了控制温室气体排放的行动目标，决定到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40％～45％。目前CO2减排的方法或手段主要有五种，包括调整产业结构、提高能源利用效率、优化能源结构、增加森林碳汇、CO2捕获与封存等，其中CO2捕获与封存是一项十分有前景的减排技术。所谓CO2捕获与封存是指是指将CO2从工业或相关能源产业的排放源中分离出来，输送并注入到地质构造中封存起来，使其长期与大气层隔绝。可供CO2地质封存的地层主要有深部咸水层、枯竭油气藏和废弃煤层，其中深部咸水层在地球上分布广泛、且物理化学条件十分有利于CO2地质封存，是最理想的封存场所。
CO2地质封存主要考虑的问题有三个，分别是注入性、储存性和安全性。本文即以安全性为切入点，研究地震对深部咸水层中CO2地质封存的影响。CO2注入到地层中后，虽然其安全性会随着时间的推移而变得越来越高，但是在漫长的封存过程中，可能会因人为或自然原因发生地震活动。而当地震发生时，场地的地质条件会发生一些不可预知的变化，包括重新活化断层、破坏岩石原始状态、影响孔隙介质性质等，这会破坏储盖层稳定性、影响CO2的两相迁移与扩散，从而影响到CO2封存安全性。
本文利用TOUGH2/ECO2N建立合适的二维地质模型，寻求合适的场地注入条件，使CO2在咸水层中基本达到平衡，在此基础上输入峰值加速度为0.10g(0.98 m/s2)的地震纵波进行模拟。分别研究地震纵波所带来的波致孔隙压的情况、两相流体中水和CO2的变化以及不同物性条件储层中CO2对地震纵波的响应。文中提到的参数的相对变化量是指相对正常情况来讲因地震引起的参数变化情况。
1)波致孔隙压
1.波致孔隙压的分布依赖于气相饱和度和地层物性条件。气体饱和度越大，所形成的波致孔隙压越小。对于地层物性条件，本文中分为泥岩盖层和砂岩储层，两者主要不同在于孔隙度和渗透率，结果显示盖层相对储层能产生更大的波致孔隙压，说明波致孔隙压的大小与地层岩石的孔隙度渗透率成反比关系。
2.本文所输入的地震纵波的动峰值加速度为0.10g，即场地在475年内可能出现的最大地震烈度为七度，结果发现产生的最大波致孔隙压未达到地层静水压的1.5倍，不会对岩石结构造成明显的安全性影响。
3.地震纵波在水平方向上对盖层的封闭性的影响程度不同。由于CO2累积程度差异，导致盖层毛细压随着水平距离推移逐渐变小，此时流体孔隙压力差也在逐渐减小，且减小程度较毛细压大，使得CO2驱动压力随着水平距离推移相对减小，对盖层封闭性影响减弱。
2)溶解态二氧化碳
1.地震纵波扰动下，增加了气相CO2与水的接触机会，而波致孔隙压的产生也加大了CO2的溶解度，使得咸水层中溶解态CO2质量分数(XCO2a)总体上呈现上升的趋势。
2.地震纵波输入前期，盖层底部气相CO2已经大量累积，导致该处咸水中溶解的CO2基本达到上限，尽管地震纵波输入使得该处的CO2溶解度有所上升，但是对溶解量的影响作用不明显，这就使得盖层底部新溶解的CO2相对于其他地方较少，即XCO2a相对变化量较小，形成一个明显的小值带。
3.地震纵波输入会在CO2驱替前缘外侧形成一个相对超压带，使得气相CO2被暂时圈闭在此处而被溶解，加上地震纵波输入前驱替前缘的溶解态CO2量较少而导致其还存在较大的溶解空间，使得地震纵波输入后驱替前缘的XCO2a相对变化量较其他地方大。
3)气相中的水
1.地震纵波影响下，使得气相CO2进入到咸水中形成溶解态，在这个过程CO2会驱替出咸水层的液态水使之进入到气相与CO2一起，占据一定的孔隙空间。
2.XCO2a的相对变化量与YH2OG的相对变化量的比值（△XCO2a/△YH2OG）在竖直方向基本呈线性关系，且随着深度变大，其比值线性变大;而在同一深度上（同一水平位置），两者的比值基本一致。
4)气相饱和度
1.地震纵波影响下气相饱和度(SG)为一个相对衰减状态，根据模拟结果，20秒时气相CO2质量减少了4.61×105 kg，这与XCO2a的变化趋势相反。
2.地震纵波对储盖层中SG的影响不同。模拟结果中盖层SG基本没有变化，而储层SG衰减十分明显。
5)不同物性条件储层中CO2对地震纵波的响应
1.同强度的地震影响下，溶解态CO2质量变化量与孔隙度成反比，气相CO2的质量变化量与孔隙度成正比。孔隙度越大，虽然能够有更大的封存空间，但是在地震作用影响下会使得气相中有相对较多的CO2，导致以溶解等捕集方式被固定下来的CO2相对较少。
2.同强度的地震影响下，渗透率较小的储层，溶解态CO2质量有轻微下降，但是变化不明显，这主要是由于渗透率越小，渗流阻力越大，削弱了波致孔隙压对CO2的影响。
3.同强度的地震影响下，储层水盐度越低，能使更多的气相CO2溶解于储层水中被封存起来，这样气相的CO2减少，溶解态的CO2增多，具有较高的CO2地质封存安全性。
4.地震影响下，因流动性差异所致，网格之间的气相饱和度相互影响程度较溶解态CO2质量分数大，导致△SG离散程度较大。