【目的和方法】深部咸水层是理想的CO₂地质封存场所,地温梯度高,蕴含着丰富的地热资源。CO₂地质封存过程中,将地热能采出,对提升CO₂地质封存效果,实现深部咸水层的资源协同开发具有重要意义。为此,提出深部咸水层地热能开采–碳封存协同开发方式,建立气水两相热流化耦合的数值模型,研究探讨最佳注入方式、注采井网,设计注采参数。【结果和结论】(1) CO₂注入过程中同时采水采地热,可延缓地层压力上升,并为CO₂提供更多的储集空间,增加CO₂地质封存量1.65万t;(2) 可动水采出后以CO₂为取热介质继续开采地热能,可多采出6.60 MJ热量,且地质封存量进一步增加3.08万t;(3)CO₂注入过程中发生地球化学反应,使孔隙度增加0.0022,渗透率增大0.43×10^-3 μm²,为CO₂持续注入及地热能的采出创造了有利条件;(4) 间歇注入可最大程度延缓地层压力上升,是最佳的注入方式;(5) 生产井与注入井应布置于同层,构造低部位注入井数应大于生产井数;(6) 最佳注采参数为注入速度10 000 m³/d、注采比0.8、周期注入时间3个月、周期注采时间比1。碳封存协同地热开发新方式为深部咸水层CO₂地质封存提供了新思路,对助力“双碳”目标,推动资源高效协同开发具有参考意义。