近年来,三维地质数据可视化技术成为研究的热点,对三维地质数据进行可视化建模可以帮助地质工作者更直观地了解地下介质的构造、属性变化情况,从而做出更加准确的分析解释。目前地震勘探领域的三维地震属性建模方法多是以均匀层状介质理论为基础,假设同一地层中的地震属性是均匀不变的,而略去了其中的小尺度随机扰动。这样的模型往往不能准确地对实际地层进行描述,因此本文开展了基于随机介质的地震三维建模方法的研究。本文首先对基于统计学原理的三维随机介质理论进行了论述,分析了不同自相关函数所建随机介质模型的特点以及混合型自相关函数中各参数对模型的影响,同时给出了利用极值搜索法实现随机溶洞建模的流程;然后,在介绍了三维地质建模的数据来源及建模方法分类基础上,结合三维表面建模方法和随机介质理论,实现了基于随机介质的三维地震属性建模,并重点介绍了其中的关键技术。在所建立的三维随机介质地震属性模型上,可以非常清晰、直观地看到地层中的随机扰动情况。最后,通过对三维随机介质地震属性模型进行正演模拟,讨论了地震波在三维随机地震属性模型中的响应情况,同时验证了基于随机介质的地震三维建模方法是可行的。