随着地震深度偏移技术的发展,深度域地震资料日益增多,为面向储层的深度域地震正反演问题的研究奠定了数据基础。然而,深度域正演算子会随着深度和速度的变化而变化,这使得常规时间域正演算子的提取方法并不适用于深度域。本文研究了深度域正演算子的构建方法,并基于构建的正演算子,对深度域地震反演方法进行了研究,即以深度域地震纵波资料为基础,结合相应深度域正演模型,稳定获取深度域正演算子,并发展了相应的深度域地震弹性参数预测方法。深度域正演算子是深度域地震反演的基础。本文基于深度域地震资料,发展了不同的深度域正演算子构建方法。基于时间域与深度域采样间隔的关系以及背景速度场,将时间域子波转化为深度域伪子波,并给出了深度域伪子波的表达式,实现了深度域伪子波的提取,并在此基础上研究了基于深度域伪子波的叠合和叠前地震反演方法;基于时间域褶积模型的思想,将深度域地震记录作为一个与空间有关的矩阵（称为“空间矩阵”）与反射系数序列作用的结果,提出了基于贝叶斯理论的深度域空间矩阵估算方法,实现了深度域正演算子的构建,并利用该正演算子,形成了相应的深度域地震叠后和叠前反演方法。考虑到某些弹性参数对反射系数的贡献度较低,影响了反演结果的稳定性,基于反射特征近似方程,推导了新的独立反射特征方程,创新了深度域弹性参数加权优化的深度域地震预测方法。模型测试和实际资料处理表明,利用本文方法构建的深度域正演算子能够有效地恢复深度域地震数据,满足制作深度域合成地震记录的精度要求。基于深度域正演算子的深度域弹性参数预测方法能够有效的预测所需弹性参数,并且具有较高的可行性和稳定性。独立反射特征方程能够改善不同弹性参数对反射系数的贡献度,对不同的弹性参数进行解耦,提高弹性参数的预测精度。