基于美国页岩油气勘探开发历程的回顾，对主要页岩盆地的地质演化、主要页岩层系的油气地质特征及勘探开发进展进行系统梳理和总结。
美国重要页岩盆地的富烃页岩主要发育于6个地质时期：中奥陶世、中—晚泥盆世、早石炭世（中—晚密西西比世）、早二叠世、晚侏罗世和晚白垩世（塞诺曼期—土伦期），构造沉积环境主要包括克拉通内盆地、前陆盆地和被动大陆边缘盆地。古生界富烃页岩主要分布于以下6个盆地：阿巴拉契亚盆地（尤蒂卡页岩和马塞勒斯页岩）、阿纳达科盆地（伍德福德页岩）、威利斯顿盆地（巴肯页岩）、阿卡马盆地（费耶特维尔页岩）、沃思堡盆地（巴内特页岩）和二叠盆地（狼营组和斯帕瑞组/骨泉组页岩）。中生界富烃页岩主要发育在西墨西哥湾盆地（海恩斯维尔组和鹰滩组）和落基山盆地群（以丹佛和粉河盆地的尼尔布拉勒组页岩为主）。
通过对各页岩区带的详细分析发现，页岩的岩相和矿物成分存在差异，“页岩储层”并非只是页岩，很多情况下页岩油气还产自粉砂岩和碳酸盐岩等多种岩石类型。美国的页岩油气资源丰富，页岩油地质资源量超过0.246×1012t，页岩气地质资源量超过290×1012m3。在开启“页岩革命”的水平井水力压裂技术出现之前，美国经过了长达20年的勘探开发实践和理论技术积累。自2007年至2023年，美国页岩油气产量从约11.2×104t/d油当量增加到超过300.0×104t/d油当量，2017年页岩油气产量超过了常规油气，2023年在油气总产量中的占比增加到60%以上。页岩油气的开发主要得益于钻完井技术的改进，“立体开发”的攻关，以及重复压裂、提高原油采收率和“U”形井等技术的应用。基于美国丰富的页岩资源基础和技术的不断进步，页岩油气的产量将继续为全美的油气生产做出更大贡献。
美国在开启“页岩革命”之前经历了长达20年的理论技术和实践经验积累。天然裂缝性页岩的油气产量过去一直以来只占美国油气总产量的很小部分，经过20多年的奋斗，针对页岩油气研发出水平井水力压裂技术，开启了美国“页岩革命”，目前页岩油气已成为美国油气总产量的主要来源。
美国主要页岩盆地的富烃页岩主要发育于6个地质时期：中奥陶世、中—晚泥盆世、早石炭世（中—晚密西西比世）、早二叠世、晚侏罗世和晚白垩世（塞诺曼期—土伦期）；其构造沉积环境主要为克拉通内盆地、前陆盆地和被动大陆边缘盆地。
“页岩储层”并非只是页岩，很多情况下页岩油气还产自粉砂岩和碳酸盐岩等多种岩石类型。各页岩区带的详细分析结果显示，页岩的岩相和矿物成分存在差异，页岩储层可能含有炭质泥岩或燧石夹层，或是富有机质泥岩中的粉砂岩夹层。
美国的页岩油气资源丰富。据估算，页岩油地质资源量超过0.246×1012t，页岩气地质资源量超过290×1012m3，页岩油可采资源量超过150×108t，页岩气可采资源量超过50×1012m3。值得注意的是，可采资源量是一个动态目标—随着技术的进步，可采资源量还会增加。
美国页岩油气产量实现了长达10余年的持续增长，并成为油气生产的主力。自2010年以来，美国页岩油气产量总体呈上升趋势，并在2017年超过了常规油气产量。页岩油气产量下降的情况往往是因为全球需求减少或供应增加导致大宗商品价格下降。页岩油气生产对资本持续投资更为敏感。每年完钻井数减少对页岩油气产区的影响比对常规油气产区的影响更大。页岩油主产区天然气的产量尤其受需求和LNG等船运方式的影响。
研发支撑作业区块页岩油气产量最大化的新技术和新方法是作业公司持续探索的目标。过去几年，整套产层开发（立体开发）和老井挖潜方法（强化开采、重复压裂）受到重视，其中增加水平段长度以提高采收率一直是关注重点，为此，作业公司采用了单井钻取多个水平分支井（马蹄形井或U形井）的方法以实现上述目标。
从地质和工程的角度看，得益于美国页岩油气巨大的资源基础和不断的技术进步，未来几年页岩油气产量仍将继续提升。二叠盆地伍德福德组和巴内特组页岩正在开展初始钻探和试采，海恩斯维尔组页岩油气勘探扩展到了东德克萨斯盐盆，有效的EOR技术正在不断取得进展，这些情况都将促进页岩油气的开发。页岩油气持续开发的挑战通常在于经济方面，特别是当油气价格处于低位时，因为页岩油气开发需要持续的资本投入。MCMAHON T P , LARSON T E , ZHANG T , SHUSTER M. 美国页岩油气地质特征及勘探开发进展[J]. 石油勘探与开发, 2024, 51(4): 807-828. https://doi.org/10.11698/PED.20240178
MCMAHON T P , LARSON T E , ZHANG T , SHUSTER M. Geologic characteristics, exploration and production progress of shale oil and gas in the United States: An overview[J]. Petroleum Exploration and Development, 2024, 51(4): 807-828. https://doi.org/ 10.11698/PED. 20240178
