目前地震研究中常用的波动方程不是理想的表达方式，不适合高速计算的计算机编程。本文通过对波动方程通常的表达形式进行重排，提出了波动方程单矩阵(SME)表示法，统一了不同物理场量(如位移场、速度场等)的表达形式，有利于形成高效、高性能的计算机程序编码，并由此生成了用于正演模拟的LLAMA库。文中采用旋转的高阶有限差分交错网格数值算法实现波动方程正演模拟，具有较高的模拟精度。 以重新编排的波动方程为基础，编制了地震正演模拟程序，可用于叠前和叠后数据研究并适应任意复杂的各向异性地质模型的地震模拟，在波动方程正演模拟走向实用化方面取得了较大的进展。 东河砂岩是塔里木主要海相油气储层，用本文研究的方法对塔里木盆地东河沙岩进行了叠后正演模拟研究，详细分析了东河砂岩的地震响应特征，提出了地震确定东河砂岩尖灭点的两个标志及估计东河砂岩厚度的可行性；同时，基于波动方程正演证实了东河砂岩上覆层(C2)的各向异性，并定量探讨了C2层的各向异性程度。为哈得地区地震储层的精确、定量解释奠定了一定的基础。