数字岩石物理是指利用现代数学方法与成像技术,在地质条件的约束下,建立数字岩心,开展多场物理响应模拟,计算岩石的等效弹性参数,研究岩石微观结构、物质组成与宏观等效性质之间的关系。相比于传统的岩石物理实验和技术,数字岩心模型能更加精细的刻画岩石的微观结构,直接计算其特征参数。基于三维数字岩心样本,为了得到其弹性参数,本文发展了一种基于高阶有限差分的岩石模量数值计算的新方法,该方法便于理解,容易实现,占用内存相对较少,与有限元数值模拟相比计算效率高,结果合理,弥补了常规岩石物理实验周期长,成本高,误差大等不足。该方法的基本思想是将三维数字岩心样本嵌入一个具有与岩心样本骨架颗粒相同弹性性质的区域中扩充成一个新模型,测量由数字岩石样本非均匀结构带来的纵波或横波峰值振幅的时间差,利用该时间差(相对参考模型)估算纵横波的等效速度,进而求取等效弹性模量。理论模型,随机模型及实际岩心的计算结果表明,数值模拟结果与实验结果有较高的吻合度,验证了该方法的合理性。基于三维qP波方程对该方法进一步改进,对细层三层介质模型及五层模型进行数值模拟,比较数值模拟结果与Backus平均理论计算结果,二者基本一致,为各向异性理论研究提供了一套新的研究思路。基于数字岩石物理中弹性参数的有限差分计算方法的可行性,对数字岩心弹性性质的有限差分模拟结果与地震岩石物理模型计算结果的等价性进行研究,对上下边界理论(H-S界限,V-R界限制,Hill平均模量)、等效介质理论(KT、SCA、DEM)以及常用骨架模型(Krief、Nur、Pride)的等价性及其等价成立条件进行研究。数字岩心能更加精细的刻画地下介质的实际构造,提供可靠的控制点处的岩石物理先验信息,比较数值模拟结果与Pride模型计算结果确定模型参数,校正约束参数,为岩心处纵横波速度估算建模提供理论支撑,并将横波计算结果运用到叠前弹性阻抗反演最终实现储层含气性检测的目的。