南堡凹陷古近系沙一段页岩油藏为黄骅坳陷南堡凹陷未来勘探的重点领域。利用岩心及薄片观察、扫描电镜、核磁共振、X 射线衍射等多种分析测试手段,研究了南堡凹陷沙一段页岩储层的岩石学特征、储集空间类型及孔隙结构特征。研究结果表明:①研究区页岩发育灰暗相间水平纹层长英质页岩、深灰色块状混合质页岩、灰色粒序纹层混合质页岩、黑灰色水平纹层混合质页岩等4种岩相,页岩油主要储集在深灰色块状混合质页岩、灰色粒序纹层混合质页岩、黑灰色水平纹层混合质页岩中。②黑灰色水平纹层混合质页岩的裂缝最为发育,孔隙度最大;灰色粒序纹层混合质页岩比深灰色块状混合质页岩孔隙度大,但深灰色块状混合质页岩比灰色粒序纹层混合质页岩裂缝发育;储集空间包括裂缝、残余粒间孔、矿物晶间孔及溶蚀孔,孔喉特征主要为大孔微细喉,孔隙半径为125.369~156.048 μm,平均为133.209 μm,喉道半径为0.377~0.860 μm,平均为0.622 μm。③南堡凹陷沙一段混合质页岩厚度大、含油性好、裂缝发育、储集性能好,具有良好的页岩油形成条件,具有较大的页岩油勘探潜力。