CO₂捕集和封存（CCS）作为一种有效的减少温室气体排放的技术,其作用和重要性已得到世界各国的认可,很多有关CO₂埋存的示范工程正在进行。在CO₂地质埋存过程中,人们所关注的主要问题之一是CO₂埋存的安全性,即封存的CO₂在埋存过程中和埋存后是否会渗漏到地表面,这就需要明确埋存体的圈闭机理,对潜在的渗漏途径、渗漏机制和渗漏量进行风险分析,并采取相应的监测方法进行监测。本文在研究各种CO₂地质埋存体及其圈闭机理的基础上,根据不同封存体中潜在的泄漏途径及主控因素,对可能的CO₂泄漏进行了描述和相应的风险分析。分析认为可能存在的主要的CO₂渗漏途径有:（1）不密封或不完整的注入井或废弃井;（2）埋存体中存在的断层、裂隙或断裂带;（3）盖层扩散散失。建立了油田埋存过程中CO₂泄漏的故障树模型,分析了导致CO₂泄漏的主要因素,应用最小割集法计算了各因素的结构重要度,并根据其对埋存CO₂泄漏的贡献率进行了排序。建立了可能存在的泄漏途径的数学模型,研究了典型参数下的渗漏规律,并对其进行了风险分析。通过数值模拟方法,建立了目标区块的地质模型,分析了CO₂注入对储层压力和气体饱和度变化的影响,评价了该区块CO₂埋存的安全性;同时,在地质模型的基础上,建立了潜在渗漏途径的概念模型,分析了不同注入压力和注入速度下CO₂的运移分布规律。根据CO₂的运移分布规律,制定了相应的地面环境监测方法,并在试验区进行了监测,对监测结果异常的监测点进行了监测方案优化。监测结果与模型模拟结果基本相符,证明了模型描述的合理性与监测方法的正确性,为埋存CO₂渗漏的预防和监测提供了理论依据。