随着人类对石油的需求量的不断增加,对石油资源的勘探力度日益增加。构造简单、容易开采的油气藏开发已经远远不能满足要求,复杂的非均质介质越来越被重视。针对这个问题的出现,适用于复杂非均值介质的地震波散射理论越来越被重视,成为地震波研究中不可缺少的有利工具。因为,非均匀性往往意味着更多的地质构造运动、油气和矿产资源的存在,所以研究复杂非均匀介质中的地震波散射理论具有广泛的实用价值[1]。该篇论文主要研究了以下几个方面的内容:(1)应用Born近似或者Rytov近似,对地震散射波场进行了讨论。利用基于Green函数的积分法数值模拟地震波的散射波场,分别利用上、下行格林函数进行地震波前向散射波场、背向散射波场正演模拟。(2)利用数学方法分析了广义散射到狭义散射的渐变过程,分析了散射波与反射波的异同点,验证了菲涅尔带半径是区分散射波和绕射波的衡量标准。(3)建立了对部分区域的局部网格加密思想,从而精确的刻画小散射体的波场特征。通过对精细区域的横向和纵向网格加密,可以很好的描述倾斜裂缝和大角度散射体的波场特性。本文以倾斜裂缝为例,研究了倾斜缝缝散射体的速度、密度、长宽比、倾斜度、位置等因素与散射波场特征的对应关系。(4)利用该散射波正演模拟的方法,研究了基于地震振幅的溶洞分辨率。同时,对溶洞散射体产生“串珠”现象进行了总结。(5)建立含有缝洞散射体的实际地质模型,对其做正演模拟。分析非均质介质对应的散射波场的特征,同时验证了散射波格林函数积分法的应用性和程序的可移植性。