渤海湾盆地黄骅坳陷歧北次凹古近系沙河街组三段(沙三段)页岩油展现了巨大的勘探开发潜力。通过开展系统的岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、X射线衍射(XRD)、高压压汞、总有机碳含量(TOC)以及岩石热解等实验分析,探讨了页岩油富集的地质条件及控制因素。研究表明:(1)歧北次凹沙三段一亚段主要发育纹层状中粒灰云质页岩、纹层状细粒混合质页岩、层状细粒混合质泥岩、层状中粒混合质泥岩、层状粗粒长英质泥岩和块状中粒混合质泥岩6种典型岩相。(2)泥/页岩TOC介于0.23%~2.57%,有机质类型以Ⅱ₁型-Ⅲ型为主,沙三段一亚段页岩最高热解峰温(T_max)介于435~463℃,整体处于成熟阶段。(3)主要发育颗粒间孔、晶体间孔、黏土矿片间孔、粒内溶蚀孔、有机质孔和微裂缝6种类型的储集空间。页岩油主要赋存于小孔喉的黏土矿片间孔、溶蚀孔和大孔喉的晶体间孔、微裂缝中。(4)有机质含量、有机质类型、储层类型和沉积构造耦合构成的微观“源-储”组合是歧北次凹沙三段一亚段页岩油富集的主控因素。(5)纹层状中粒灰云质页岩、纹层状细粒混合质页岩和层状细粒混合质泥岩具备良好的源-储组合关系,是研究区页岩油富集的有利岩相类型。