二氧化碳的地质埋存是实现温室气体减排战略的一个重要组成方案。注入地层的二氧化碳将以超临界状态存在,其吸附扩散能力受到地层条件和岩石物性等因素的影响。目前受高温高压等实验条件限制,关于二氧化碳地质埋存的实验研究较少,二氧化碳与地层的相互作用机制不明确,亟需开展此方面的理论研究。因此,本文采用分子模拟方法,考察了不同地层条件和岩石物性对二氧化碳吸附、运移行为的影响,分析了二氧化碳、地层水和岩石的相互作用机制,揭示了地层条件和岩石物性影响二氧化碳吸附、运移的微观机理,为实现二氧化碳在地层中的长期封存提供理论指导。温度压力对二氧化碳/石英狭缝体系影响的模拟结果表明:二氧化碳在石英狭缝中的吸附存在明显的势能和密度分层现象,处于游离层的二氧化碳密度与体相的二氧化碳密度相对应。二氧化碳最大吸附能力在恒压下随着温度的升高而减弱,在恒温下随着压力的升高而增强。随着压力的增强,二氧化碳绝对吸附密度增加的趋势低于游离层密度增加的趋势,从而导致二氧化碳的超额吸附密度在特定压力下出现最大值。二氧化碳/地层水/石英狭缝体系的模拟结果表明:二氧化碳吸附量在低压情况下受地层水的影响不明显,然而随着压力的升高,地层水占据吸附位点和自身空间体积排斥现象,导致了二氧化碳吸附量的减少。地层水对二氧化碳吸附热的影响并不明显。含水饱和度的升高有利于二氧化碳吸附层密度的增加,但不利于二氧化碳在X-Y平面上的扩散。不同润湿程度的二氧化碳/石英狭缝体系的模拟结果表明:二氧化碳吸附密度随着润湿性的减弱而减少。当体系为强亲水石英狭缝时,二氧化碳优先竖直紧凑排列在表面;当体系润湿性变为疏水时,二氧化碳优先平行于表面分布,这与二氧化碳/石英狭缝的非键相互作用和氢键数目的变化密切相关。随着润湿性的改变,二氧化碳的运移能力并不是单调变化的,在较强亲水体系(k=0.6)处存在最大值。