近年来,全球气候变暖的趋势愈加严重,减少二氧化碳等温室效应气体排放技术手段越来越引起人们的重视。用二氧化碳作为垫层气不仅可以实现碳封存,同时二氧化碳又可以替代储气库中沉淀的天然气,具有很高的经济效益,本文针对将二氧化碳用作枯竭型天然气地下储气库垫层气做了以下一些研究：首先,研究的储气库类型是枯竭型储气库,该类型的储气库地质状况已经经过全面勘探,可以减少建库周期；同时油田部分设施可以重复利用,减少初始投资,更重要的是,枯竭型储气库中一般会残留少量的油气,这部分可以直接当作垫层气,可以节省很大一部分投资。其次,研究了二氧化碳作为储气库垫层气使用的可行性,通过二氧化碳的物理性质的研究发现,在储气库通常的温度压力条件下,它接近超临界流体,相对于天然气具有高粘度、高密度和高的压缩性,这些特点对于作垫层气是有利的,高粘度可以避免与工作气混合,高密度可以产生重力分层现象,高压缩性有利于保持储气库压力。最后,本文通过数值模拟软件研究了二氧化碳和天然气的混合对储气库参数的敏感性,得出了影响混合的重要因素,证明了注采动态对于混合的重要性,得出从侧面注入二氧化碳的方式是比较有优势的,推荐实际工程操作中使用定量的生产方式。用二氧化碳作枯竭型储气库的垫层气,既可以节省资金,又可以实现碳隔离储存,减少温室效应。本文针对将二氧化碳用作储气库垫层气所涉及的一系列问题加以研究,对今后我国实施碳储存和储气库建设运行提供了理论依据,有着重要的意义。