致密砂岩气储层具有孔隙度小、渗透率低、孔隙结构复杂以及非均质性强的特点,传统的叠后地震勘探在这种类型的储层识别中效果有限,已不再适用。而基于精细岩石物理分析为指导的叠前弹性反演技术可以用于储层的非均质性研究,进而达到识别优质致密砂岩气储层的目的。本文介绍了Voigt-Reuss-Hill以及Hashin-Shtrikman边界模型、Gassmann方程、Kuster-Tok?se模型、微分等效介质理论以及多用于流体弹性模量计算的Wood公式和Brie公式的适用性以及优缺点。在此基础上,结合致密砂岩储层的特点,建立了考虑多种矿物、多种孔隙结构以及流体混合方式的新型三维DEM-Brie岩石物理模型,并结合实验室岩心数据优选用于计算流体弹性模量的Brie公式中的e指数。基于三维DEM-Brie岩石物理模型对致密砂岩井进行速度预测,预测纵横波速度与实测纵横波速度的相对误差均小于5%,预测精度高于常规岩石物理模型,证实了该岩石物理模型在致密砂岩气储层中的适用性与优越性。综合测井解释、井的生产情况以及横波速度预测的结果进行岩石物理分析,弹性参数交会分析表明纵横波速度比与对致密砂岩含气储层有良好的指示作用。之后以精细的岩石物理分析为指导,叠前CRP道集的修饰性处理为基础,针对叠后资料反演的纵波阻抗无法识别致密砂岩气储层的问题,引入了叠前纯纵波反演、叠前同时反演以及叠前混合迭代反演,分析不同反演方法的优缺点。相对而言以叠前纯纵波反演和叠前同时反演为基础的叠前混合迭代反演能够获得精度更高且更加稳定的纵横波信息,它解决了叠加数据体由AVO效应引起的分辨率降低的问题,提高了反演结果的精度;此外该反演方法还克服了叠前同时反演严重依赖于纵横波速度比初始模型的弊端。以优选岩石物理模型的横波速度预测为基础、以精细岩石物理分析为指导,以最优叠前弹性反演技术为手段,实现了研究区致密砂岩优质储层的预测,预测结果与井实际生产情况的吻合率达到85%以上。岩石物理与叠前反演的综合应用在致密砂岩含气有利区的预测中效果良好,可以为该类储层的后续勘探提供依据。