论文依托导师的国家自然科学基金项目(编号40474043),对多相孔隙介质模型的AVO正演模拟技术进行了比较系统的对比研究。在掌握地震波传播动力学基础理论基础上,研究了两种介质速度模型(即牛滨华教授提出的组分型孔隙介质模型和Biot-Gassmann方程)与孔隙度和饱和度的关系,以及纵波和转换波的反射系数与介质孔隙度和饱和度的关系,进而为多相组分介质AVO方法技术的进一步应用提供了一种有价值的理论基础。相关的研究成果也可以拓展到与多相组分介质储层有关的石油、天然气、水合物等能源和水资源等领域的地震勘探与开发工作中。AVO技术是通过对叠前地震波的振幅随偏移距的变化特征和规律进行分析,进而对油气储层流体的性质、储层岩性等做出预测和判断的一项地震油气勘探技术。以前绝大多数的AVO技术研究均是基于单相固体介质模型开展的工作,而实际油气储层是油气、水及岩石骨架等多种介质组成的统一体,即多相组分介质。为了使地震勘探工作更接近于实际,本文在前人工作的基础上,对多相介质的P-P波及P-SV波的AVO正演模拟进行了比较系统的对比研究,主要包括以下几个方面:首先,针对AVO技术、多相组分介质中地震波传播理论及其界面散射的有关内容,对其发展简况和主要问题等方面分别作了较为全面的综述;其次,针对AVO技术从基本原理和基本方法做出了较为详尽的概括。特别是从众多的P-P波及P-SV波的AVO近似公式中分别挑选了几个有代表性的、常用的公式与Zoeppritz方程的精确解进行了对比分析,从而选出了精度高,适合于理论研究的AVO近似公式,为下面的AVO正演模拟奠定了基础;再次,基于多相组分介质模型对组分型孔隙介质速度模型Niu1公式、二次插值速度Niu2公式与经典的Biot-Gassmann方程作了较全面的对比分析;最后,结合前人的工作及现今油气、水合物勘探中常见的储层状况设计了几个多组分储层介质模型,在此基础上用AVO近似公式对其进行了比较全面的计算、绘图和对比分析,包括目的层顶、底两类界面的AVO问题的研究,并同时用射线追踪法对各个模型的角度道集记录进行了模拟,与反射系数曲线结合对以上几个多组分介质模型的AVO现象进行了综合研究。综上所述,多相组分介质的AVO理论较基于单相固体介质的AVO理论考虑了更多的影响因素,合理地选择和求取组分基函数可以得到与Biot-Gassmann方程吻合程度更高的结果,而且组分介质公式简单并有较好的适用性和灵活性,可望为多相组分介质AVO的反演、流体类型预测和储层岩性、物性的预测等实际工作提供了一种可能的理论和方法基础。