地震勘探自始以来作为一种重要的工具,广泛应用于能源行业的油气专业化研究和预测一体化过程。为适应全球能源需求,越来越多的国内外学者将目光投向了深层、各向异性含流体介质的地震正、反演研究。介质中流体的存在能够对地震波的传播造成显著的影响,而地球物理学界对复杂油气藏的愈加重视也令各向异性介质的研究迅速发展深入,如何将各向异性与介质中流体的综合效应利用数值模拟的手段反映出来,成为当下的研究热点之一。因此,本文将就含流体介质的地震响应特征和各向异性传播规律进行探讨,旨在为未来进一步勘探开发诸如页岩气、致密油等复杂油气藏提供一定的理论帮助。地震波动方程正演是一种利用声波或弹性波传播方程,通过合理且有效的延拓手段,以模拟地震波在地下介质中传播过程的地球物理方法。传统频率-波数域波动方程正演方法包括相移法(PS)、相移加插值法(PSPI)、分裂步傅里叶法(SSF)等,而时间域波动方程正演则以有限差分法(FD)最为常用。本文在对含流体介质的地震响应特征进行分析时,选用了频率-波数域相移法黏声波方程,他们能够很好地反映因流体的黏滞性而带来的地震波能量衰减;在进行各向异性特征研究时,本文选用了时域有限差分法来研究其地震波传播规律,同时二维三分量弹性波方程能够反映横波在传播过程中的分裂现象,并从不同的方向体现介质质点在地震波场中的振动规律。基于岩石物理模型的正演模拟更具有实际意义,能够从多个角度分析介质物性参数对地震响应的影响,直观地反映了含流体介质的地震响应和各向异性特征。本文首先基于空间周期排列斑块饱和模型和动态体积模量理论,对经典含气砂岩的岩石物理特征进行描述,分析渗透率和含气饱和度的变化对地震波相速度和逆品质因子频变关系的影响,进一步结合频率-波数域相移法二维黏声波方程对含气砂岩储层的地震响应特征进行数值模拟,得到渗透率和含气饱和度的变化与垂直入射地震反射特征的关系,认为含气饱和度的大小能够对储层地震响应造成显著的影响,最终总结出不同物性参数下含流体介质地震响应特征规律。接着,为分析介质各向异性特征,基于Carcione各向异性理论,引入了基于广义标准线性体的二维三分量黏弹TTI介质弹性波方程,并对不同弹性常数对地震波场信息的影响进行讨论,总结出控制不同地震波波前面形态的弹性张量,最后对由于介质的黏弹特性造成的纵、横波衰减进行描述。为了分析含流体介质的各向异性特征,基于双重孔隙介质模型,给出地震波速度、品质因子、柔度张量等随频率、渗透率和地层有效压力变化的关系,之后引入衰减各向异性理论,提出能够表征不同衰减幅度的张量矩阵,用于表征各向异性品质因子的变化,进而推导出基于衰减各向异性的黏弹TTI介质二维三分量弹性波方程;基于一定假设,利用交错网格对双孔介质的地震波场信息进行数值模拟,并讨论了不同流体和裂缝密度对地震波传播规律和衰减的影响,最终得到含流体介质的各向异性传播规律。