頁巖氣的最早研究開始于美國,可追溯到1821年。當時鉆探的第一口天然氣生產井就是頁巖氣井,在井深達到21 m處,從8 m厚的頁巖裂縫中就產出了天然氣,這時紐約州弗里多尼亞鄉村地區已將頁巖氣用于家庭照明。
一直以來頁巖都被認為是一種蓋層,因此鉆井人員在鉆井過程中都是直接穿越頁巖層段去開采其他儲層。在過去的100多年里,所鉆的數百萬口油氣井在達到其目標深度之前,都鉆透了大量的頁巖層段。直到20世紀20年代,美國才開始頁巖氣的現代化工業生產,到70年代中期開始步入規模化發展階段。據美國地質調查局報道,2006年美國頁巖氣產量占年天然氣總產量的6%,2007年占8%,2010年這一比例達到13%。
目前,美國和加拿大等國已實現了頁巖氣的商業性開發,但是其他國家頁巖氣的發展并不樂觀,主要原因不是缺少頁巖氣盆地,而是在于頁巖氣產量低、開發技術難度大等。頁巖氣采收率比常規天然氣低,常規天然氣采收率在60%以上,而頁巖氣僅為5%~60%(采收率是指在現代技術和經濟條件下可能采到的油氣數量與油氣藏中原始儲量的比值),再加上生產周期和回收成本時間長,導致很多國家的頁巖氣資源開發缺乏充足的投資。