随着勘探程度的不断深入,多分量地震勘探技术越来越受到重视,多波数据的采集也逐步增多,利用多波AVO技术进行油藏描述越来越受到地球物理界的重视。本文针对多波AVO技术进行岩性和流体预测,研究了下列三个关键问题。　　 一是建立储层参数和流体对岩石声学的影响关系式。综合临界孔隙度模型和Pride模型,通过对Pride模型引入临界孔隙度,导出了临界孔隙度Pride模型,推广了临界孔隙度模型和Pride模型。同时结合Gassmann理论,建立了饱和岩石的纵横波速度计算模型。综合Xu-White模型以及Pride模型,提出了一种新的用于计算干岩石模量的岩石物理模型。该模型综合考虑了孔隙形状和成岩作用对干岩石体积模量、剪切模量的影响,因此该模型更加合理并具有更高的精度。同时联合Gassmann理论,建立了饱和流体岩石的纵波、横波速度计算模型。依据三相流体Brooks-Corey模型、Gassmann理论和边界理论提出了有效计算中观尺度下非均质多孔岩石三相流体非均匀饱和时岩石声学性质的方法,为研究三相流体非均匀分布对岩石声学性质影响提供理论与方法,并建立了在毛管压力平衡状态下非均匀饱和多孔岩石声学性质与总含水饱和度的定量关系。揭示了不同流体饱和状态下纵、横波速度随总含水饱和度的变化规律。　　 二是建立储层模型与多波AVO响应特征之间的关系,即多波AVO模拟技术。利用不同饱和度分布的岩石物理模型,直接从实际测井数据中反演得到描述压力和饱和度变化的岩石物理模型参数,进而利用反演得到的模型参数实现压力和饱和度变化的多波AVO响应特征模拟。分析了气藏和油藏不同饱和度分布对多波AVO响应特征的影响。通过引入地震波在介质中传播的几何扩散、吸收衰减以及透射损失等传播效应,提出了基于射线理论的水平层状介质多波保幅AVO正演方法。研究了波传播效应对多波AVO响应特征的影响。　　 三是利用多波叠前地震数据进行地震弹性参数的多波AVO反演。基于贝叶斯理论,提出了三变量微分拉普拉斯分布作为先验约束,保证稀疏解的情况下提高了反演的稳定性,建立了多波(多分量)地震非线性反演理论框架。基于完整的Zoeppritz方程,利用贝叶斯理论建立了多波联合非线性AVO反演方法,并将该方法应用于模型数据和实际资料数据中。基于弹性波动方程,利用贝叶斯理论建立了弹性波动方程全波形非线性反演方法,模型数据测试表明,该方法是行之有效的。