利用地震资料进行流体识别、检测储层油气是油气地球物理勘探领域的热门研究课题之一。地震响应特征的变化与储层是否含流体、含流体的类型密切相关,研究流体与地震响应特征之间的关系对实际储层综合预测中的流体识别具有重要的意义。有多方面的因素影响着流体与储层地震响应特征之间的关系,目前为止尚没有一种可以完全概括流体与储层地震响应特征之间关系的理论。本文以流体地震响应特征作为论文的主要研究内容,从数值模拟角度出发,以黏滞—弥散波动方程理论为理论基础,研究流体与地震响应特征之间的关系,为利用地震资料进行流体识别作指导。本文主要以频率—波数域波动方程单程波正演、偏移技术作为数值模拟的方法。单程波的数值模拟在计算过程中只考虑地震波传播过程中的上行波或者下行波,生成的记录只包含一次有效波,可以得到高信噪比的模拟记录,并且具有很快的计算速度,便于复杂油气藏的地震响应特征研究。利用单程波波动方程可以实现对假定地质模型的数值模拟,并可得到叠前或者叠后的高信噪比地震记录。但是含流体介质的地震响应往往存在着特殊的衰减特征,常规的声波波动方程无法准确描述这一特征。本文引入Korneev等人提出的黏滞—弥散理论,并将这一理论与频率—波数域数值模拟方法结合进行流体地震响应特征的研究。黏滞—弥散理论的波动方程同时考虑了含流体储层黏滞性与弥散性对地震波的影响,利用这一方程可以较准确地模拟流体的地震响应特征。本文主要从以下几个方面出发分析流体地震响应特征:①首先介绍了频率—波数域数值模拟以及黏滞—弥散理论的基本原理并推导相关公式;②接着使用数值模拟方法分析黏滞—弥散理论中各项参数(黏滞系数、弥散系数、品质因子、储层厚度)对地震响应的影响;③随后建立含油、含水储层的理论模型,通过黏滞—弥散波动方程模拟理论模型中地震波响应,并分析不同类型流体的响应特征,利用储层地震响应的频谱特征的差异(主要为主频、频带宽度、频谱相似系数的差异)进行流体检测并区别油、水两种模型;④最后利用实际地震资料验证上述方法的有效性、可靠性,并使用其他常用的流体检测方法处理同一资料,与本文提出的方法做比较。通过上述分析研究得到以下主要结论:①黏滞系数越大,地震波的高频衰减越强,弥散系数越大,地震波的整体衰减越强,但衰减强弱与频率无关,品质因子越小,反射同相轴畸变越强,储层厚度越大,地震波受到的衰减作用越强;②流体的衰减对地震波的频谱特征影响较大,这些影响通过主频、频带宽度、频谱相似系数等频谱特征表现出来,并且含油储层比含水储层的影响更大,因此可以通过分析储层的这些频谱特征达到流体检测、油水识别的目的;③运用这种方法以及其它常用的流体检测方法对实际资料进行分析,并对比处理结果,进一步证明本文所提方法的正确性、可靠性及有效性。