准噶尔盆地玛湖凹陷的致密砂砾岩储层具有极强的非均质性,CO₂驱后封存效果的矿场试验预测面临较大困难。CO₂-水-砂砾岩之间的相互作用机理对揭示CO₂在砂砾岩储层开发后的封存效果具有极为重要的意义。基于CO₂盐水饱和实验,综合运用QEMSCAN,Micro-CT,SEM和NMR测试等实验分析数据,研究了CO₂-盐水-砂砾岩作用机理与矿物成分、流体赋存及孔隙变化特征。研究结果表明:CO₂-水-砂砾岩的相互作用会导致岩石矿物发生溶蚀作用。矿物的溶解和迁移使得岩心的孔喉平均尺寸增大,连通性也随之增强。XRD分析结果表明,CO₂-水-岩石相互作用下,钠长石和伊利石的含量分别增加了3.20%和2.32%,CO₂对石英的影响非常小。SEM分析结果表明,CO₂作用后粒缘缝的数量和宽度增加,产生了新的侧向裂缝。碳酸盐和长石的溶蚀作用形成了大量微小粒内孔隙和微裂缝,且裂缝沿着解理方向扩展。核磁共振测试结果显示饱和水主要以黏土矿物束缚水、毛细管束缚水和可动水的形式赋存于岩心内部。经过CO₂浸泡后,孔隙中饱和水的赋存含量和范围均有所增加,其中大孔中可动水变化最为明显。研究结果强调了砂砾岩储层中CO₂相互作用的复杂性,对于指导玛湖凹陷砂砾岩储层CO₂驱后封存的矿场试验效果具有重要意义。