用Walkaway VSP资料进行AVO分析是一种可靠的解决方法,它不依赖于困扰地面地震的很多不确定因素(如衰减、传播损失、多次波和球面扩散等)。当井中三分量检波器离目的层顶界面很近时,下行直达P波和目的层顶界面入射P波的传播路径相差很小,下行直达P波的振幅和目的层顶界面入射P波的振幅近似相等,上行P-P反射波的振幅和下行直达P波的振幅之比就可以被看作是这个界面的P-P波反射系数。用弹性波动方程对4类含气砂岩模型在VSP观测系统下进行了AVO正演,与Zoeppritz方程精确计算出的反射系数进行对比,结果显示出很好的一致性,证明在变偏移距VSP观测系统下用共反射点道集进行AVO分析是可行的,为野外实际资料的AVO分析作好了准备。论文指出了传统三分量偏振方法不能对振幅进行保真处理;提出了用非线性最优化方法实现分时参数反演波场分离方法,并分别对模拟记录和野外实际记录进行了波场分离试算,对共炮点道集的两个分量数据进行振幅保真的参数反演波场分离,成功的分离出单纯的上行反射P-P波和上行反射P-SV波,为后续AVO真振幅提取奠定了基础。设计了一套应用Walkaway VSP资料进行AVO分析的数据处理流程,用水平多层模型模拟记录验证了其可靠性,用反射系数近似原理求取了含气砂岩目的层的上行P-P波和上行P-SV波的反射系数,与Zoeppritz方程精确计算出的反射系数显示出很好的一致性,证明数据处理流程没有引入对振幅的影响,并将处理流程应用于野外实际资料的处理中。反射系数近似原理可以消除大多数波场传播作用的影响,也最小化了由炮点径向和检波器耦合引起的不确定性,可以很好的估算目的层顶界面的反射系数。同时应用P-P和P-SV反射波进行AVO研究有助于对地层岩性的识别,转换波中所附加的信息对提升地震波场的解释和分析作用巨大。