CO2增强页岩气开采技术（CO2-ESGR）既可以封存CO2降低碳排放,又可以资源化利用增强CH4开采带来经济效益,对我国应对气候变化和增强能源安全具有重要战略意义。本文以鄂尔多斯盆地陕北斜坡延长组页岩为研究对象,利用CMG-GEM建立了研究场地三维地质模型,研究了不同人工裂缝参数、页岩层物性参数和CO2注入方式对页岩层中CO2封存和CH4开采的影响机制。主要结论如下:（1）裂缝半长、裂缝间距和裂缝数量的增加会增加CO2封存量和CH4生产量,影响大小为:裂缝数量＞裂缝间距＞裂缝半长,裂缝数量的影响远大于其他两种,每增加2条裂缝,CO2封存量增加10%,CH4产量增加35%。生产井与注入井交叉布缝的CH4产量和CO2封存量最多,均匀布缝的CH4产量和CO2封存量优于不均匀布缝,裂缝与井口的距离对CH4产量和CO2封存量没有影响。（2）垂直渗透率与水平渗透率之比（Kv/Kh）增大会增加不同CO2封存机制的封存量和CH4生产量,其中吸附封存量受到影响最大。含水饱和度增加会使不同CO2封存机制的封存量和CH4生产量先增加后减少,溶解封存受到的影响最大,含水饱和度为0.1时CO2封存总量最大,含水饱和度为0.7时CO2溶解封存量最大。页岩层孔隙度增大会使不同CO2封存机制的封存量和CH4生产量减少,其中吸附封存受到的影响最大。对构造封存、残余封存、溶解封存和CH4产量影响最大的是含水饱和度,对吸附封存和CO2封存总量影响最大的是孔隙度,Kv/Kh对所有CO2封存机制的影响最小。三种因素中对页岩层CO2封存安全性影响最大的是含水饱和度。（3）在页岩储层吞吐注入CO2时,短暂且密集的关井时间会增加CO2封存量和CH4产量。持续注入与吞吐注入相比,溶解封存量增加速度更快,并且这种速度优势在注入结束后依然存在。吞吐注入时,采用与注入时长相等的关井时间,能够提高CO2吸附封存量。