随着油气勘探开发形势的发展,油气勘探正逐渐由构造油气藏转向岩性油气藏。而作为最有效的一种油气勘探地球物理方法,地震技术的应用也越来越广泛,已经从构造解释逐渐深入到储层评价、岩性解释和油藏描述等方面。地震反演技术能够从地震资料中提取出丰富的岩性、物性以及流体信息,为油藏描述提供各种有效的信息。然而,随着勘探开发难度的加大,常规的地震波阻抗反演已经无法满足油气勘探开发的需求。为了实现高精度的勘探,在波阻抗反演中联合利用了地面地震数据、井间地震数据和VSP地震数据,充分利用地面地震数据在横向上的高分辨率、井间地震数据的宽频带信息和VSP数据精确的时深关系,来提高反演的精度,以更好的为油气勘探开发服务。常规的波阻抗反演方法只利用了地面地震数据,而地面地震数据虽然具有较高的横向分辨率,在垂向上的分辨能力却比较低,这样导致得到的反演结果往往精度不够高。地面地震数据、井间地震数据和VSP数据虽然具有采集方式不同、波场信息丰富程度不同、分辨率尺度不同,但是它们却是地下相同的地质体的地震波响应。利用贝叶斯理论可以将这三者联系起来,建立起这三种资料的联合概率密度函数。论文中首先讨论了贝叶斯反演理论,研究了基于贝叶斯理论的多尺度地震资料联合反演方法。然后研究了不同的先验分布函数对于反演结果的影响,采用了符合实际井数据统计特征的柯西分布;同时研究了不同的参数对于反演结果的影响,为反演方程中参数的选取指明了方向。在求解反演方程时,通过对目标函数的分析,采用了改进的PRP共轭梯度法,加快了方程收敛的速率,确保了反演的稳定性。研究了序贯高斯模拟建模方法,避免了确定性建模方法的平滑效应,同时能够对模拟结果进行优选和不确定性评价。最后针对实际的地震资料量纲差别大的情况,对实际地震资料进行了预处理,方便了反演参数的选取。对多尺度地震资料联合反演方法进行模型测试,通过与常规反演结果的对比可知,多尺度地震资料联合反演得到的结果不仅保持了很好的横向连续性,而且具有更高的分辨率,能够识别常规反演方法无法识别的薄层。在实际地震资料的反演试算中,多尺度地震资料联合反演也体现更高的分辨率,整体效果优于常规反演方法。