近年来,随着大规模CO₂地质埋存作业的增长,注气引起的地层孔隙压力扰动面临的幅度和范围前所未有,引发了一系列新的挑战。储层注气有隐蔽、埋深等特点,如若封闭失效,将会给环境和人类带来严重的问题,因此,必须加强对储层的动态监测,模拟和预测。而在作业的风险分析和安全长期保障中,远场效应分析至关重要,储层长期注气可能会引起地质变形、激活裂缝网络。但是,目前二氧化碳埋存技术还不够成熟,尚处于示范性研究阶段。倾斜仪阵列检测的数据,仅达到毫米检测级别,精度不够。本文从边界元法出发,用FORTRAN语言进行编程,结合FLAC 3D和ABAQUS软件,通过建模模拟计算,对储层注气引起的地表远场效应进行了分析。本文最主要的创新点在于将反问题计算引入到远场效应分析中。（1）针对储层注气引起的应力场和位移场,采用边界元方法中的不连续位移法和假想应力法,分别对圆形孔洞二维简化算例和球形孔洞三维简化算例进行建模分析。数值算例表明距离储层中心越近的位置,注气产生的位移场和应力场越大,随着距离增加,位移场和应力场逐渐减小,最后趋于平缓;假想应力法得到的结果总要高于不连续位移法,且在二维的算例中,假想应力法的误差偏大。（2）通过对二维简化模型和三维简化模型的数值模拟,确定了本文的数值模型中,储层注气对地表扰动的范围:距离储层正上方四倍以外的地表,基本不受储层注气的扰动。扰动范围的确定在数值模拟的过程中有着十分重要的意义:可以减少程序的计算量,提升计算效率,节约计算资源。同时,在以上两组正问题的研究中发现,二维模拟夸大了储层注气引起的远场效应,其得到的结果不够精确,误差较大。（3）引入反问题分析,用FORTRAN语言进行程序开发,由监测点处的位移场求解储层边界处的应力场。分别探讨了正则化参数和误差对反问题求解的影响,同时还研究了监测点位置、储层建模形状和储层倾角对反问题分析的影响,最后都能得到稳定而准确的解,说明即使在数据有限、且存在明显错误的情况下,反问题分析在储层注气的远场效应分析中也是可行的。通过反问题分析,就可以由地表的位移场和应力场去倒推出储层中的位移和应力状态,还可以去监测注入的二氧化碳在储层中的迁移动态。（4）对加拿大阿尔伯塔的CSEMP试点项目进行了数值模拟,研究了CO₂注入储层引起的地表变形,以及通过监测得到的地表位移反演出了储层内的注气压力和埋存压力,模拟效果良好,为复杂的地质模型和三维反问题研究奠定了坚实的基础。