【목적】 현대 산업 생산은 대량의 CO₂를 배출하며, CO₂로 인한 온실 효과 완화를 위해 염동굴을 이용한 포집 및 저장이 사용된다. 【방법】 산서성 다닝현 염암을 잠재 저장층으로 하여 지질 탐사 자료를 토대로 다닝현 염암 CO₂ 저장 시험구역의 지질 모델을 구축하였다. 유체-고체 결합 조건에서 CO₂ 공극압을 CO₂ 누출 범위 표시 및 밀폐성 지표로, 동굴 상부 수직 변위와 수직 응력을 안정성 지표로 사용하여 서로 다른 CO₂ 저장 압력과 광주 기둥 간격 조건 하에서 염동굴 저장소의 장기 밀폐성 및 안정성을 연구하였다. 【결과】 가스 저장 압력이 클수록 누출 범위가 넓고 저장고 주변암의 수직 변위가 커지며 주변암 소성대 범위는 작아졌다. 저장 압력이 각각 17, 23, 27, 33 MPa일 때 최종 시점에서 가스 누출 범위는 각각 47, 67, 73, 84 m이고, 동굴 상부 수직 변위는 각각 –11.5, 12.9, 28.7, 52.2 mm이며, 주변암 소성대 범위는 각각 22, 11.8, 8, 4 m였다; 광주 기둥 간격이 클수록 주변암의 수직 변위와 수직 응력은 작아지고, 기둥 간격은 가스 누출 범위와 소성대에 큰 영향을 미치지 않았다. 광주 기둥 간격이 1.0, 1.5, 2.0, 3.0배일 때 수직 변위는 각각 31.7, 29.1, 28.2, 27.3 mm였다. 【결론】 가스 저장 압력 증가는 저장소의 밀폐성에 부정적이며, 압력 감소는 저장소 안정성에 부정적이다; 광주 기둥 간격 증가는 저장소의 밀폐성과 안정성에 유리하지만 영향은 미미하다. 이 연구는 산서 다닝 염동굴 CO₂ 저장에 대한 이론적 기초를 제공한다.

CO_2 지질 저장; 유체-고체 결합; CO_2 저장 압력; 광주 기둥 간격; 밀폐성 및 안정성