研究证实,全球已发现油气藏的储层大多发育天然裂缝,天然裂缝有利于流体的储集和流动。裂缝的发育关系到储层的储量和开采难度,因此裂缝的识别对油气勘探至关重要。近垂直定向排列的裂缝地层可以等效为HTI介质,即具有水平对称轴的横向各向同性介质。HTI介质中地震波速度和反射波振幅随入射角和方位角的变化而变化,裂缝的发育使储层表现出方位各向异性。所以,可以利用基于方位地震数据的叠前地震反演方法获取储层裂缝参数,进行储层裂缝预测。论文从各向异性介质的基本类型出发,基于描述裂缝性介质的岩石物理参数,介绍了裂缝性介质地震岩石物理建模的理论框架。反射系数近似方程是叠前地震反演的理论基础,基于裂缝性介质弹性矩阵,在方位反射系数精确方程的基础上,本文介绍了裂缝密度表征的反射系数近似方程的推导过程,并对比分析了四类含气砂岩模型的方位反射系数特征。基于方位反射系数近似方程,笔者建立了基于裂缝密度的各向异性弹性阻抗公式,将各向异性弹性阻抗同裂缝的岩石物理参数联系起来,结合叠前方位地震数据,构建了针对裂缝性介质的裂缝密度叠前地震反演方法。模型数据和实际资料测试表明,该方法在裂缝密度叠前地震反演方面与测井真实值吻合度较高,减少了反演中间过程易产生的累积误差。由于裂缝密度还可以通过地应力来预测,而地应力场可以通过裂缝弱度预测,因此,针对裂缝性介质中裂缝参数反演不稳定的问题,论文结合贝叶斯理论,提出了裂缝弱度叠前同步反演方法。模型试算和实际资料测试表明,该方法具有较好的稳定性和可靠性。