本文以大庆地区砂泥岩薄互层油藏为原型，通过物理模型正演模拟，对这种储层分别饱和油、气、水后的地震响应进行观测与分析，寻找饱和不同流体后地震响应的差异与变化规律。在高精度保幅处理的基础上进行匹配滤波，然后提取储层饱和不同流体后的差异属性。同时，根据已知模型参数和流体替代理论，对充填不同流体导致的模量的变化进行了理论计算。计算结果表明，理论计算值和观测数据的分析结果一致性较好，证实了模型分析结果的可靠性。通过研究发现，对于本文研究的薄互层物理模型，饱和油和水时储层振幅、相位等属性差异较小，饱和油和水储层与饱和气储层的属性差异较大；入射角对饱和不同流体储层属性的影响不同，饱和油和水时储层受入射角变化影响较小，饱和气时储层受入射角变化影响较大；同时，饱和不同流体时储层的振幅差异都随孔隙度的增加而增加，但变化率不同。