AVO分析在油气勘探领域发挥着越来越重要的作用，可以从地震剖面中直接提取与地层相关的岩石物理参数，进而预测储层的岩性和含流体性。前人在各向同性和各向异性AVO分析方面都做了大量的研究工作，有成功的经验也有失败的教训。弹性阻抗是声波阻抗的拓展，是声波阻抗与振幅随偏移距和入射角变化的有机结合。弹性阻抗真正地直接反映储层的性质，提高了利用振幅信息预测储层流体、岩性、裂缝主方位、裂缝密度和各向异性的能力。本文在归纳总结AVO技术的产生背景、发展历程、研究现状和存在问题的基础上，提出速度比值扫描纵、横波联合AVO反演方法，推导了任意方位转换横波反射系数近似公式和新的各向异性弹性阻抗公式，定义了阻抗梯度概念，阐述了薄层反射系数谱多波AVO方法，提出了各向异性弹性阻抗梯度预测裂缝主方位、反演各向异性参数和叠前多波陷频谱和谱分解技术。本文主要内容包括以下几个方面：第一，在总结．AVO反演理论基础上，提出速度比值扫描纵、横波AVO联合反演方法，并分析了其反演精度。该方法把AVO方程中纵、横波速度比γ视为变量，对上、下层纵、横波速度比平均值和上层纵、横波速度比值扫描，抽取共反射点的纵波和转换波数据。第二，通过数值模拟详细地分析了各向异性对纵、横波速度和纵波和转换波反射系数的影响，方位各向异性介质中速度和反射系数随方位角的变化。第三，在总结和分析各向异性分界面反射系数随入射角和方位角变化的基础上，给出了具有同向对称轴HTI介质分界面的任意方位转换横波反射系数近似公式，该方程直观地描述了转换波反射系数随方位角的变化。第四，在总结弹性阻抗的发展历程的基础上，结合HTI介质方位纵波反射系数方程，给出了直观地描述各向异性参数和裂缝参数(方位和密度)与弹性阻抗关系的新各向异性纵波弹性阻抗公式，分析了各向异性参数、裂缝参数及裂缝填充物对弹性阻抗的影响，提出了各向异性弹性阻抗梯度概念，并用其预测裂缝主方位，反演各向异性参数和识别裂缝中所含流体类型。第五，基于反射率法推导薄层多波反射系数谱，研究纵波和转换横波反射系数谱与入射波的入射角、频率和薄层厚度、速度之间的关系，提出了考虑了AVO效应的叠前多波陷频谱和谱分解方法。