地震反演的目的是根据地震资料反推出地下介质的波阻抗，速度和密度等地球物理参数，为进行储层预测，估算储层参数提供较可靠资料。 叠后地震反演在近几年来得到了迅猛的发展，并且取得了很好的效果。但是由于叠加数据缺乏叠前数据所包含的丰富的振幅和旅行时信息，使叠后反演解决地质问题的能力受到限制。 随着AVO技术的兴起，地震反演从叠后转到了叠前，叠前反演虽然计算量大，但能够得到比叠后反演更详细的地层信息。叠前同步反演充分利用叠前地震信息，从CDP道集中直接同步提取纵横波、密度等岩性物性参数。随着岩石物理学的发展，也使得叠前地震反演在估计储层参数等方面拥有明显的优越性。 本文深入分析了叠前AVO反演理论。研究了非线性Powe11反演方法，本文针对原算法在方向集置换过程中容易陷入局部极值的缺点，对算法进行了改进，改进算法将方向置换策略进行了优化，大大提高了收敛性加快了收敛速度并较好的防止陷入局部极值的可能性。将改进的Powe11法应用于叠前AVO同步反演，通过数学模型试算和实际资料反演的结果表明，本改进的Powe11方法是一种有效的反演手段。