地下裂缝是油气聚集和运移的重要通道。对于碳酸盐岩缝洞储层来说,准确的裂缝发育位置预测及裂缝充填物类型识别能够有助于提高油气储量计算的精度,而对于非常规储层,尤其是页岩气储层,可靠的裂缝特征描述有利于合理选择压裂开发位置,使得页岩地层通过压裂连通已有裂缝,形成网状结构,提高页岩气储层的产量。本文从地震各向异性的基本理论出发,列举了能够引起较强地震各向异性的地层类型,介绍了目前对地震各向异性强度衡量的各向异性参数(Thomsen参数)定义方法,并且分别给出了具有水平对称轴和具有垂直对称轴的横向各向同性介质的Thomsen参数定义式,同时利用岩石物理实验数据研究了三个各向异性参数之间的关系,为后续研究工作的开展奠定基础。从裂缝岩石物理理论出发,本文建立了适用于裂缝型储层的各向异性岩石物理等效模型。利用岩石物理等效模型,结合常规测井的解释结果(声波时差、密度、泥质含量、孔隙度及含水饱和度等),不仅可以估测出裂缝储层的纵横波速度,而且能够预测裂缝储层各向异性参数。同时,基于构建的裂缝岩石物理等效模型,本文研究了裂缝特征参数(裂缝密度、裂缝纵横比及裂缝充填流体类型)与裂缝岩石各向异性参数和裂缝岩石物理参数变化特征之间的关系。根据平面弹性波的反射与透射关系,本文介绍了各向异性介质反射系数精确值的求解方法,并选取了适用于各向异性介质地震反演的反射系数近似方程。通过构建不同的裂缝储层数值模型,研究了裂缝特征参数对反射系数特征的影响,探索了裂缝型储层反射系数AVAZ特征提取方法,并利用实际工区数据对该方法进行了验证,取得了较好结果。裂缝充填流体类型的预测是裂缝特征描述的重要内容。研究表明裂缝岩石物理参数与裂缝密度和裂缝充填流体类型密切相关,通过推导裂缝岩石物理参数与反射系数之间的近似关系式,探索裂缝岩石弹性参数和岩石物理参数的地震直接反演方法,同时分别利用测井数据合成记录和实际工区地震数据对裂缝岩石物理参数直接反演方法的精度进行了验证。结果表明,裂缝岩石物理参数地震直接反演方法具有较高的抗噪性,在实际目标工区弹性参数和裂缝岩石物理参数的估算中具有较好的应用结果。