鄂尔多斯盆地大牛地地区奥陶系马家沟组主要气藏储层以碳酸盐岩为主,该储层存在储集空间特殊、类型复杂及非均质性强等特点,且受上覆煤层影响,地震响应特征不明确,储层的地震预测存在一定困难。为此本文开展储集层岩石物理研究,构建裂隙-孔隙有效介质(Cracks-Pores Effective Medium)模型和储集层岩石物理解释图版,利用粘滞弥散波动方程模拟地震波在含流体介质中的传播,优选研究区流体识别敏感参数,并应用匹配追踪算法消除煤层屏蔽层的影响,从而提高有利储层及油气分布特征预测精度。为支撑研究区致密碳酸盐岩储层的地震勘探工作,开展了针对研究区储层岩石地震弹性性质的系统实验研究,尤其是致密碳酸盐岩地震岩石物理变化规律及其影响因素、微观孔隙结构对其弹性特征(弹性波速度、速度频散与衰减)的影响等方面的研究,建立地震弹性特征与储层物性特征的实验关系。干燥条件下白云岩样品纵横波速度比接近1.81,灰岩接近1.88,白云岩、灰岩速度比存在明显差异。分析认为岩石孔隙系统可简化为双孔隙结构,岩石的储集空间主要由纵横比较大的孔隙构成,纵横比较小的裂隙对整体储集空间的贡献率较小,但岩石的渗透率受其控制。综合考虑孔隙结构和孔隙含流体特征等因素对地震波频散和衰减造成的影响,建立裂隙-孔隙有效介质模型,分析含裂隙多孔介质、变流体饱和度情况对岩石弹性性质及频散的影响。含少量裂隙或含少量气的岩石,其弹性性质变化及频散现象明显。基于CPEM模型,构建考虑频散作用的变流体饱和度、变裂隙孔隙度的岩石物理解释图版,并应用于大牛地马家沟组碳酸盐岩储层的测井数据的分析解释,对研究区域储层岩石的裂隙孔隙度和含气性进行有效的定量估计。同时利用测井数据的纵横波速度、密度、孔隙度及矿物组分等信息,反演储层孔隙类型,有效描述储层岩石的孔隙结构特征。利用粘滞弥散波动方程模拟地震波在含流体介质中的传播,模拟结果显示含气区域的地震能量随频率增加快速衰减,粘滞-弥散性在时频域表现为低频衰减慢,高频衰减快的特征,结合岩石物理分析结果,优选出流体敏感参数(泊松比、Lamada Rho、Miu Rho等)。在此基础上,本文针对大牛地某工区应用匹配追踪算法来消除煤层强反射对有效信号的屏蔽影响,并采用约束稀疏脉冲反演刻画储层分布,应用波动方程参数反演方法(AVO分析、叠前反演)预测储层含气性特征。大牛地某工区的测井资料和反演结果表明,本文提出基于岩石物理的地震流体识别技术取得较好的实际应用效果,得到的储层预测结果与现有的含气测试结果吻合度较高。