页岩油气是具有巨大开发潜力的非常规油气藏,由于其低孔隙度、低渗透率以及高含黏土矿物等特征,采用常规钻井及开发方式易发生粘土遇水膨胀、采收率低等问题。超临界二氧化碳（SC-CO2）不含水及固相颗粒,已被证明在石油钻井及压裂增产中具有可行性。SC-CO2开发页岩油气藏过程中的井壁稳定、压裂增产及实现二氧化碳地质埋存等是重点研究问题。当SC-CO2与页岩接触后,页岩力学性质变化会对SC-CO2钻井的井壁稳定、压裂工程中的裂纹扩展及CO2的地质埋存评价等产生影响,继而影响页岩油气藏的开发效果。研究SC-CO2与页岩的相互作用对于超临界二氧化碳开发页岩油气具有重要意义。针对页岩力学参数各向异性特征,通过调整取芯角度钻取不同层理角度的页岩,之后加工为标准圆柱试样,在自制的SC-CO2浸泡测试装置中进行压缩试验,研究SC-CO2浸泡环境中层理倾角（α）对页岩力学性质的影响,并进行氦气浸泡的对比实验。将页岩浸泡于不同条件的SC-CO2环境中,探究SC-CO2对页岩抗拉强度的影响。利用纳米压痕技术从微观尺度研究SC-CO2对页岩力学性质的影响,结合电镜扫描（SEM）、MLA矿物分析、页岩基质和层理面的X射线衍射（XRD）及低温氮气吸附实验等研究SC-CO2对页岩孔隙结构和化学特性的影响,探究SC-CO2对页岩力学性质影响机理。结果表明:页岩的压缩实验中,随层理倾角增加,抗压强度呈现先降低后增加的趋势,SC-CO2浸泡后抗压强度降低11 MPa～15 MPa。未浸泡页岩随层理倾角增加,弹性模量逐渐升高,α=0°时,平均值约为26.2 GPa,α=90°时,平均值约为35.2 GPa;SC-CO2浸泡环境中弹性模量整体升高,并随层理倾角的增加,弹性模量逐渐降低,α=0°时,平均值为80.7 GPa,α=90°时,平均值为48.8 GPa。随层理倾角增加,泊松比呈上升趋势,浸泡环境中泊松比增加。未浸泡α=0°的泊松比平均值为0.18,α=90°的泊松比平均值为0.24;浸泡后α=0°的泊松比平均值为0.24,α=90°的泊松比平均值为0.32。氦气浸泡环境中,页岩力学参数介于未浸泡及SC-CO2浸泡值之间。通过比较页岩破坏形态图,发现SC-CO2劣化层理面并改变页岩破坏形态。巴西劈裂实验表明:随SC-CO2浸泡压力、温度和时间增加,页岩抗拉强度降低。α=0°的页岩矿物排列杂乱且孔隙发育较多,α=90°的页岩矿物排列整齐且孔隙发育较少,结果表明页岩弹性参数各向异性由组构决定。SC-CO2浸泡后,页岩部分矿物被溶蚀,MLA和XRD实验结果显示石英含量升高、粘土矿物含量降低;浸泡后,页岩层理面孔隙容积增大19.4%,比表面积降低46.4%,基质孔隙容积增大8.1%,比表面积降低12.2%。纳米压痕结果表明,SC-CO2浸泡降低页岩硬度、弹性模量和断裂韧性。结合所有实验,可以证明层理面的高渗透特性、SC-CO2压力、吸附以及溶蚀作用是SC-CO2改变页岩力学参数的原因。该文章可以SC-CO2钻井的井壁稳定性、SC-CO2的压裂作业等提供数据指导和理论基础。