将常用的宽方位角三维地震技术用于页岩层生产中，并作为第一步骤，可以说，加拿大阿尔伯塔省中部页岩层开采是一个典型的案例。

　　在北美，大量勘探开发技术正朝着之前不熟悉的页岩油和页岩层领域以及如何最有效开发这些巨大页岩能源方面努力。页岩油和页岩层的开采在很大程度上是水平钻井和水力压裂进步的结果，正是这两项技术撬开了巨大的未被开发资源储量的大门。

　　如果没有经济、技术以及环境的挑战，这种意想不到的国内资源新生的影响在美国是不会出现的。在经济上，为了自身利益，供应超过需求并降低商品的市场价格，石油天然气行业一直都非常成功;在技术上，水力压裂技术的空前发展仍算是一个未知数;在环境上，有关压裂过程的公众质疑没有减退的迹象，可能存在的潜在油气井失败、水源污染以及地震灾害成为关注点。

　　针对这些所有问题，地质科学能够帮助解决并提供一些实际的业务解决方案。关于页岩储层的宽角度、宽方位角三维地震勘测是任何页岩开发经济有效的初步阶段。产生的结果就是，它能够为地质学家和工程师提供理解目标地层岩石性质和可能应力特征的重要关键点。目标地层岩石性质和可能应力特征对井位部署、生产力和任何水力压裂策略的安全性的影响至关重要。此类映射特别有价值，作为应力场景，它可能产生各种变化，并显示几百米空间范围内的变化，最有可能要求调整压裂方案。

　　由于水力压裂操作和储层排油，这些宽方位角地震勘测也可能在生产阶段至监测应力变化期间，随时进行重复。在钻井之前，掌握应力状况对预测井壁失稳风险区域也是非常有用的;换句话说，钻井问题要么可以提早做准备，要么撇开不管。

　　地震勘探的经济价值

　　从加拿大阿尔伯达省中部Second White Speckled页岩的勘测可以看到，采用宽方位三维地震数据评估储集层主要应力以及岩石性质的重要性。在加拿大西部海域沉积盆地，宽方位三维地震可以探测到阿尔伯塔省红鹿镇东南部一个9平方公里(5.5平方米)的小区域。此目标区域是白垩纪科罗拉多页岩组，其位于弱页岩的Joli Fou层和沙性大的下白垩纪曼维尔(Mannville)层之上，而曼维尔层位于一个不整合面之上，该不整合面之下的地层主要由碳酸盐岩组成。

　　结果表明，勘测区域大约四分之一的页岩将作为裂缝网络进行压裂，而剩余的主要页岩将进行线性压裂或不进行压裂，当考虑井位部署和开始压裂最佳位置时，这些信息是非常有价值的。假若勘探区的四分之三易于压裂，那么节约成本的空间非常大。

　　将每平方公里一口井视为标准开发页岩气层，九口井必须被钻探，每口井的成本为800万美元，那么总成本为7200万美元。结果表明，减少两口覆盖储集层的井，可以节省1600万美元，则总成本为5600万美元。此节约的成本很容易补偿地震数据提供的采集、处理和分析等相关信息。其它的经济效益来自优先钻井并完成大多数潜在区域，并且在现场规模开发规划中使用地震数据有附加价值。

　　地震勘探规划方面的考虑

　　在一个最佳水力压裂方案的规划中，四个地质因素需要考虑:脆性、闭合应力、支撑剂粒径分布和体积。前两个因素可以评估基于熟悉概念如杨氏模量和泊松比的现有井，这源于地震资料反演。

　　脆性比较简单，这里不介绍了。在勘探案例中，据发现，Second White Speckled页岩单元是科罗拉多页岩组最脆的部分，闭合应力被定义为没有支撑剂适当位置下，压裂有效闭合所处的应力。

　　宽方位角三维地震资料允许评估所有主要的应力，这主要通过采用一个简化的胡克定律和线性滑移理论。另外，还需要考虑的是，井内压力首先必须克服在钻孔四周的岩石中形成的环向应力。环向应力是岩石中接近井壁的额外切应力，其主要是钻孔导致的。一旦来自地震资料评估的主要应力已经掌握，环向应力也可以得到推算。

　　显然，原岩应力是控制水力压裂最重要的因素。当岩石承受岩土测试中长期变形时，静态模量可以根据边坡应力应变关系评估。由此可见，相关水力压裂的模量最有可能是静态模量，因为水力压裂需要一些时间积聚压裂岩石所需要的应力。

　　原岩应力可以根据地震资料评估。如果假定次表层岩石力学受水平方向制约，也就是，水平应变是它们自然状态下的零，岩石正在经历着弹性变形，于是，这些岩石的原岩应力可以根据弹性变形的信息评估。

　　弹性信息根据地震资料经由振幅联合偏移反演是可以导出的，原岩应力可以根据任何地点的地震波形推测，该地震波从大角度方向(>40°)的岩石反射，由此，这就是宽角、宽方位角地震的用途所在。

　　用于确定储集层如何压裂的最有用的参数之一就是水平差应力比(DHSR)。一般来说，水平差应力比是低的，则对储集层进行压裂是最合适的，当水平差应力比高时，水力压裂将趋向发生，当不相交面与最大水平应力平行时，由于压裂有助于被形成与它平行。然而，随着低水平差应力比，由水力压裂导致的断裂将趋向于在各个方向平铺开和互交。此多向裂隙网络提供了进入储集层碳氢化合物更好的途径。

　　水力压裂所发生的最佳场景有高脆性，且与低水平差应力比(DHSR)相遇。这些评估的交会图可以表明适于形成裂缝网络的区域。在科罗拉多组Second White Speckled页岩层，应用这交会图的结果如图3和图4所示。交会图中的地带和截断点是通过井控如同现场开发一样达到最优化。那些低水平差应力比和高杨氏模量(脆性)(图中绿色的部分)的区域仅限于已经勘探的小范围。这些区域应该是钻探的第一目标，从而进一步大幅提升生产并增加净现值。

　　最优水力压裂的标志在很短的距离内变化，例如，图中的中北部的14-13井西南显示了从水力压裂好区域到水力压裂糟糕区域的变化，其距离不足200米(656英尺)，远远短于这些页岩层中大多所钻水平井的长度。其结果也表明大部分Second White Speckled页岩将随平行裂缝进行压裂。

　　来自宽角、宽方位角地震资料有无数个标志可以协助水力压裂方案。值得注意的是，该方法适用于水力压裂被考虑的任何岩层，但应力或地质力学仍是一个问题。地震资料应该用于推断井筒至井间区域的信息。

　　这种分析可以在没有采用测量地震速度和假定岩石物性关系的井信息时进行实施。一旦主要应力被平复其它有用应力评估如环向应力可以用于预测钻井时该油气井如何作业。这就是依据宽方位角三维地震资料评估的大量有关应力和岩石性质的信息。