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论文依托导师自然科学基金项目《基于组分型弹性孔隙介质的天然气水合物饱和度研究》(编号40474043),研究组分黏弹性介质理论及其地震波场数值模拟。均匀弹性各向同性介质模型和地震波传播理论虽然能够在一定程度上模拟地下的实际介质,但是由于实际介质的黏弹性、各向异性和多相性,弹性介质理论难以逼真描绘地震波在含油气地层中传播的复杂物理现象。本文从实际应用出发,提出了地震波在组分黏弹性介质传播理论,并且对地震波在介质中传播进行数值模拟,其方法对地震波的正演模拟具有切实的理论和应用价值。在导师的指导和继承前人成果的基础上,论文主要完成了以下工作:1.简述了Biot理论、组分型孔隙介质理论和波场数值模拟技术的发展历史及研究现状。2.重点阐述了Kelvin介质和组分黏弹性模型。研究了Kelvin介质模型的构造,并在此基础上提出及实现了组分黏弹性介质模型,特别是弹性矩阵以及弹性模量的构造方法和公式,建立了组分黏弹性介质的波动方程。3.研究了组分黏弹性介质纵横波的等振幅面函数和等相位面函数。推导了纵横波等相位面传播速度、空间衰减系数和品质因子等属性公式,利用matlab编程进行了数值计算分析,并且分析了随着权函数的改变,上述属性参数的变化规律。4.实现了完全弹性介质、Kelvin介质和组分黏弹性介质的差分方程,并进行地震波场数值模拟,完成了波场快照,地表合成地震记录,VSP合成地震记录等图件。重点对比分析了在同一地质模型下完全弹性介质、Kelvin介质和组分黏弹性介质的振幅谱特征。同时对比分析了Kelvin介质和组分黏弹性介质距离震源远近不同位置,纵横波的振幅衰减和振幅的差异性。通过本论文的完成,证明了组分黏弹性介质模型的可行性,由于其具有可选性且适应性强,优越于Kelvin介质模型。论文的研究成果可以拓展到与孔隙介质有关的石油、天然气能源和水资源等领域的地震勘探与开发中,对人们认识和理解地震波在黏弹性孔隙介质中的传播规律以及表征地下介质的构造和岩性特征等方面具有重要的理论与实际意义。