随着勘探对象的日益复杂和勘探技术的不断进步，越来越多的油田进入到对隐蔽油气藏的勘探和开发之中。为了更详细地了解和认识隐蔽油气藏储层的地震响应特征，使油藏参数与地震参数更紧密地结合，利用岩石物理作为纽带是非常必要的，其中波速是一个非常重要的参数。本文通过岩石物理实验对88块岩心样品干燥和饱和条件下的波速进行了测试，研究了压力、孔隙度、弹性模量与波速的实验关系以及岩石样品动静态模量之间的差异。横波速度一直是地球物理学家非常希望得到的，也是AVO正演模拟必不可少的参数。基于此，本文以岩石物理实验数据为基础，建立岩石物理模型，用模拟退火法反演出基质模量，计算横波速度。实际资料的计算表明结果与实际贴近，误差较小。在此基础上对储层进行了流体替换，进行AVO正演模拟，为利用地震资料预测分析地下岩石、流体的性质提供必要的数据资料，从而减小地震解释的不确定性和多解性。对于复杂表层和复杂构造地区，地震正演可以得到较为完整的地震波场，用于对比研究地震记录上各种波的产生机理、出现规律及其运动学和动力学特征；对于储层，地震正演可以获得叠前叠后各种域内未受噪音污染的地震波场，帮助我们从各个角度研究储层，为储层解释提供理论佐证。基于研究区目的层东河砂岩埋藏深厚度小，薄砂层地震响应特征不清，难以识别尖灭线导致无法落实圈闭等实际情况，本论文采用波动方程有限差分变网格数值模拟方法，研究塔里木盆地东河砂岩地震响应特征，实现了精度与效率的统一。将正演模拟技术应用到东河砂岩研究之前，首先要掌握研究区东河砂岩的地震反射特征和分布规律。通过对地质、地震、测井资料的分析，建立了研究区储层15口单井的简单理论和实际正演模型，结合理论模型和实际模型的正演模拟结果及其波场快照，综合分析了东河砂岩的地震响应特征；随后，依据地质研究认识，利用实际连井地震剖面，建立了不同区块、不同岩性组合的5个构造岩性模型，选取其中三个模型综合分析了东河砂岩尖灭的地震响应特征，总结了具有一定指导意义的东河砂岩段地震波传播规律，这为深层储层预测奠定了坚实的理论基础。