在过去的几十年里,页岩气一直是能源行业的主要关注点。目前,能源行业逐渐向寻求低碳解决方案转变,如碳捕获和封存(CCS),以缓解碳足迹造成的全球变暖。长期安全高效的CO2地质储存(GCS)和盖层完整性问题是影响CCS大规模应用的主要挑战之一。本文研究了局部和整体的生物地质力学改变对枯竭页岩储层的盖层完整性和CO2存储的潜在影响。在特定的温度、时间和生长条件下,使用微生物溶液处理页岩岩心样品(包括人工诱导裂缝和天然裂缝),随后获得受上述微生物过程影响的裂缝性页岩样品的性质。研究了由微生物作用引起的力学响应对页岩储层中CO2长期完整性和储存潜力的影响。研究结果表明,在Eagle Ford、Marcellus和Niobrara页岩储层中,由微生物改变的局部和整体力学性能可提高盖层的长期完整性和CO2储存的安全性:(1)提高局部(+19%无侧限抗压强度,-20%泊松比,+35%断裂韧性)和整体(+50%无侧限抗压强度,-13%泊松比)的机械完整性;(2)降低渗透率(−93%)和孔隙度(−38%);(3)改变粘土矿物含量(−56%)、方解石含量(+21%)和形态特征;(4)使微裂隙闭合;(5)减少盖层的潜在逸散。该研究考虑了页岩的非均质性,为解决GCS技术在枯竭油气藏中的长期应用提供了有价值的见解和可行性评价。