CO2 捕集、利用和封存(CCUS)是实现我国“2060 碳中和”战略的重要途径.深部煤层CO2 地质封存是 CCUS 的重要组成部分.本研究以沁水盆地 3＃煤为例,基于不同封存类型叠加的基本思路,利用超临界 CO2 吸附模型,拟合了 CO2 吸附量随埋深变化规律,并综合静态封存和溶解封存,计算了沁水盆地 3＃煤层 CO2 理论地质封存量.结果 表明：(1)沁水盆地地层条件下 XJ 煤和 SH 煤的 CO2 吸附量随埋深先增大后减小,最大吸附量出现在 1000m 左右,分别为47.7 cm3/g 和 41.5cm3/g；(2)根据 CO2 相态变化的埋深规律和煤层厚度分布特征,划分了 4 类评价区域(气态亚临界南区与北区、类气态超临界区和类液态超临界区)并分别建立了评价地质模型；(3)沁水盆地山西组 3＃煤 CO2 理论地质封存量为 9.72Gt,气态亚临界区占沁水盆地 3＃煤层总封存量的 76.41％,吸附封存量占总封存量的 90％以上,但随埋深增加,占比逐渐减小.CO2-ECBM 工程应重点关注气态亚临界区和类气态超临界区埋深范围的煤层.研究结果将为煤层 CO2 地质封存量的科学评价提供重要的借鉴.