二氧化碳地质封存是一项成本与风险均较高的技术,因此前期的评价以及可行性分析等研究就显得尤为重要。选址作为当前二氧化碳地质封存项目开展所面临的主要问题,其核心在于封存效果评价、封存量预测以及监测手段选择等。面对当前二氧化碳封存的核心问题,本文以盐水层作为研究实例,以地质建模技术及数值模拟方法为手段,储层参数不确定性分析作为数据分析基础,综合了统计分析、SVM支持向量机、岩石物理、地震正演以及反演解释等技术方法,分析储层参数对封存效果影响的规律,提出一种针对目标级别以及封存级别的封存量预测方法,并建立二氧化碳与地下饱和岩石流体发生的驱替、运移运动与地震响应之间的关系,为监测手段选择提出一套系统的4D地震监测可行性分析方法。本文不同于以往的研究,在影响因素不确定性分析中加入了时间因子。利用统计分析方法研究封存响应在不同时间段对于各个影响因素的敏感性,找出不同时间阶段的主控因子。并对其中部分因子间交互关系进行详细分析,利用SVM支持向量机方法实现理论均质模型的封存量回归与预测,目的是为了分析储层参数因子对封存效果影响的规律,实现脱离数值模拟方法的理论均质模型封存量预测。随后以理论模型的预测值为基础,根据实际模型的储层物性、温压等参数分布范围,估算实际封存量的大小范围,此外还以均质模型模拟结果的分布概率为基础,估计非均质模型封存结果的高概率分布范围。在本文的实际模型测试中,取得了较好的预测结果,验证了该方法的有效性以及可行性。此外,本文在二氧化碳封存数值模拟研究基础上,根据储层岩性、流体物理化学性质的变化,以岩石物理方法作为理论依据,建立二氧化碳注入过程中气体与孔隙盐水发生的驱替、运移作用与地震响应之间关系,提出一套系统的、具有普遍适用意义的二氧化碳封存4D地震监测可行性分析方法。最后结合油藏数值模拟为现今4D地震解释分析方法中所共有的压力与饱和度效果分离问题提出一条解决方案。