裂缝型储层是油气勘探开发的重点,单裂缝作为实际裂缝的一种简化理论模型,其研究对于理解地震波在单裂缝中的传播规律和响应特征,完善现有的裂缝介质理论模型,以及识别和预测裂缝有着重要的指导意义。本文针对裂缝充填物和尺度对单裂缝波传播特性的影响,设计制作了不同充填物和不同尺度两类单裂缝模型,使用横波震源,利用地震正演技术(数值模拟和物理模拟)研究不同横波偏振角和入射角下的单裂缝中波的传播特性。在不同横波偏振角下进行超声波测试,发现无裂缝模型的波形不随偏振角的变化而变化;含流体充填物的裂缝模型在偏振角为40°之后主波出现明显的畸变,含固体充填物的裂缝模型在偏振角为50°之后主波出现明显的畸变。所有模型的尾波不随偏振角的变化而变化,含不同充填物的裂缝模型尾波形态不同,说明尾波仅与单裂缝模型的充填物有关。对测试结果进行频谱分析,对于充填物类模型,随着偏振角逐渐增大,而含不同充填物的单裂缝模型会出现两个峰频,不同裂缝模型的低频主频接近,充填物纵波速度越大,高频主频越高。在不同横波入射角下进行超声波测试,对测试结果做时频分析,除了无裂缝模型,其余模型在较强的初至横波之后还有一段持续时间较长的窄频带低频尾波;且横波入射角越大,尾波能量越强,当入射角大于45°时,地震尾波振幅大于横波振幅。基于物模实验进行数值模拟,为了更好地接收单裂缝中的信号,数值模拟一般将接收线置于裂缝内部,但是物理实验使用的接收换能器只能设置在模型外部,接收到的是裂缝内部和外部各种波场的叠加,所以由于观测方式的差异,在单裂缝波的研究方面,目前数值模拟和物理模拟还没能很好地对应起来。