当今世界各国经济飞速发展,导致人们对化石能源消费迅猛增长,使得CO₂大量排放到大气中。二氧化碳捕获封存是应对气候变化问题最具发展前景的解决方案之一。但二氧化碳具有密度小、黏度低等特点,在其注入地下之后存在泄漏的风险。要保证二氧化碳的长期封存,必须要解决二氧化碳的逃逸问题,因此二氧化碳埋存区域的井筒完整性是二氧化碳地质埋存安全的关键之一。本文主要研究封存过程中CO₂对井筒完整性的影响以及CO₂沿井筒泄漏的风险分析。CO₂与水泥环等的机械、化学作用会改变井筒的完整性,通过实验研究了盐岩-套管-水泥系统在CO₂作用下的自愈现象,发现盐岩-套管-水泥系统的渗透率随着CO₂注入时间的增加而降低;进行了CO₂沿水泥环空泄漏的室内实验,研究了水泥-地层的胶结程度与水泥、岩石和流体的类型等的相互关系;分析了二氧化碳可能的泄漏通道,建立了CO₂逃逸量计算模型,推导了逃逸量的计算公式,并据此进行了数值模拟,评估了CO₂的泄漏及其对环境的影响。本文的研究成果将一定程度上解决二氧化碳地下封存技术的泄漏问题,为低碳减排提供依据,对现场应用提供技术支持。