本书以我国鄂尔多斯盆地北缘太原组页岩为研究对象，围绕二氧化碳强化页岩气开采以及地质封存这一核心科学问题，借助现代分析测试技术全尺度-高精度表征了页岩储层孔裂隙结构及其分形非均质性；开展了系列干酪根分子结构表征试验，精准构建了干酪根分子三维结构模型，揭示了干酪根分子结构对纳米孔隙的控制机理；采取分子模拟技术从分子层面阐明了页岩有机纳米孔隙中二氧化碳与甲烷竞争吸附的规律与微观机理。相关研究成果可以用于鄂尔多斯盆地太原组页岩气储层CO2-ESGR开展、埋藏量计算及封存稳定性评估。