岩石孔隙度是影响地震波在岩石介质中传播的主要因素。但是多年学术研究证明,孔隙结构不同而孔隙度相同的岩石等效弹性性质变化也很大。因此,岩石孔隙结构也是影响饱和岩石等效弹性性质的主要因素之一。在储层预测过程中,考虑岩石孔隙结构的影响会提高对储层的预测精度。而目前在岩石物理学中,没有具体定义岩石孔隙结构的物理意义。所以近年来专家们都是根据工区的具体情况来定义孔隙结构。因此,本文从孔隙形状方面出发来定义孔隙结构,进而得到含孔隙结构参数的孔隙度反演公式。该孔隙度反演公式因引入了岩石孔隙结构在岩石中的地球物理响应特征,提高了对砂岩储层的识别。因此,该反演理论为在砂岩储层中应用提供理论基础。本文先研究了地震波在岩石中的传播速度受孔隙度和孔隙结构的变化规律,该规律证明孔隙结构跟孔隙度都是影响地震波传播速度的主要因素。岩石物理学中,Eshelby-Walsh理论模型把岩石孔隙形状比作椭球形包体,定义岩石孔隙结构受泊松比和扁率影响。本文利用这种特征来描述砂岩的孔隙结构。而砂岩的岩石孔隙结构正演结果反映了岩石孔隙结构与岩石孔隙度无关,而与孔隙扁率成反比的关系。结合测井资料,本文分析了砂岩储层饱含三种单相流体(气,油,水)情况下地震波速度的变化规律。从砂岩储层的正演结果可以看出,当孔隙结构不发生变化时,纵波速度随孔隙度增大而减小。该砂岩模型饱含气时的地震波速大于饱含油时的波速,而饱含油时的波速大于饱含水时的波速。从图中可以看出,当孔隙度较小时,饱含水、饱含油、饱含气的地震波速的差值较小。当孔隙度增大时,饱含水、饱含油、饱含气的地震波速的差值也逐渐增大。当孔隙结构不发生变化时,纵波速度随孔隙度增大而减小。当孔隙度大小不发生变化时,纵波速度随孔隙结构增大而减小。孔隙结构影响不同饱和流体岩石的等效速度变化存在一个临界点,当孔隙结构小于这个临界点时,不同饱和流体岩石的纵波速度有倒转的现象,当孔隙结构大于这个临界点后,不同饱和流体岩石的速度大小关系恢复正常。本文利用Gassmann方程对实际测井数据进行流体替换,分析孔隙流体性质之间的变化规律。流体替换的结果反映了在孔隙度和孔隙结构一定的情况下,饱含气岩石的密度比包含水岩石的密度小,饱含气的岩石体积模量比饱含水的值小,饱含油的曲线在中间。而替换成饱含油岩石等效速度会比饱含气岩石等效速度要小,并且该替换结果与砂岩储层模型的正演结果一致。通过简化Eshelby-Walsh理论和Gassmann方程,本文引入了孔隙结构参数的孔隙度计算公式。以实际砂岩储层地震资料为例,用孔隙度反演公式进行砂岩储层的孔隙度预测。通过反演曲线与对应测井曲线的对比,反演的孔隙度结果与测井孔隙度匹配良好,验证了该方法的有效性。