CO2在水中的溶解度是温度、压力、盐度的函数，地质封存温压条件下一般为0.8～2.0mol／kg。CO2在水中的溶解度随压力的增加而增大（图1－5、图1－6），压力15MPa以上随温度的变化大致呈“U”形变化，在80～90℃最低，而低温段（＜80℃）随温度的降低而增大，高温段（＞80℃）随温度的升高而增大。15MPa以下则随温度的升高而一直减小。地下水的盐度对CO2的溶解度有显著的影响，盐度增加，CO2在水中的溶解度降低。
图1－5 CO2在纯水中的溶解度等压线
（据Duan et al，2003）
在海洋封存的低温高压（温度低于10℃、压力高于3.5MPa）条件下，CO2会与水形成固态的CO2水合物（图1－6）。固态CO2水合物在海水中的溶解度比同样温度压力条件下液态CO2的溶解度低得多（图1－7），因而深海海底以CO2水合物的形式比液态CO2更易封存而不易向海水中逸散。
水在CO2中的溶解度很小，地质封存温压条件下一般只有千分之几到千分之十几（摩尔分数）。恒定温度下CO2中饱和水蒸气的含量随压力呈不规则的“V”形变化（图1－8）。接近CO2临界压力时最低，达到“V”形底部。当压力低于临界压力时，水在CO2中的溶解度随压力的增加而减小，但当压力高于临界压力时，水在CO2中的溶解度随压力的增加而增加。水在CO2中的溶解度随温度的增加而增大，随水溶液的盐度增加而减小。
当把干燥的CO2注入到地下含水层后，CO2会吸收一定的水分，从而对地层水产生干燥作用。干燥的结果，会使地层水盐度增加，如地层水原来的盐度就较高时，强烈的干燥会蒸干孔隙中的水分而导致盐的沉淀，发生“干燥析盐”现象，影响介质的孔渗性，严重时会堵塞孔隙、降低注入效率。
图1－6 低温段CO2在纯水中的溶解度等值线
（据Diamond，2003）
图1－7 20MPa下液态CO2和CO2水合物在水中溶解度随温度的变化
（据Guo et al，2014）
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