当前,油气勘探程度不断深入,未来的发展方向以非常规油气勘探、剩余油勘探为主。在我国,碳酸盐岩储层蕴藏着丰富油气资源,在四川盆地、塔里木盆地等区块取得了较大成果。我国的碳酸盐岩储层储层大多为缝洞型储集体,其特点为埋藏较深、空间分布非均质性较强。在地震勘探中,碳酸盐岩缝洞型储层在剖面上呈弱反射串珠状。而弱反射特征可归于地震波场中绕射波成像,其能量明显弱于反射波,当前对此类信息应用不充分。因此,分离绕射波,分析绕射波响应特征与缝洞储集单元的对应关系,是十分有必要的。本论文的目的是探究绕射波如何表征碳酸盐岩缝洞储集体。为此,首先对碳酸盐岩的组成结构、储集空间特征、储集体类型进行了归纳:作为一类重要的沉积岩,碳酸盐岩储层中各类孔隙是油气运移通道和储集空间。在孔隙的形成过程中,受到多类成岩作用,在大小、形态、特征、发育程度有较大区别,再受到构造作用的影响,结果是变成了不同尺度的溶孔、溶洞、裂缝,三者组成了碳酸盐岩储集体。不同储集体在规模和空间形态等方面存在较大差异。随后又对绕射波的定义、动力学特征、运动学特征进行了分析,并与反射波进行对比。绕射波对于反映曲率大的界面,如断层边缘、地质尖灭点、碳酸盐岩缝洞储集体有较大效果,但受制于能量较弱,在剖面中包含的信息未被充分利用。而绕射波与反射波在共偏移道集上差异较大,由此可将绕射波从全波场中分离。论文研究以塔里木盆地的塔河油田和顺北油气田为目标区块,通过收集地质资料,分析地震、测井资料,分别设计了溶洞型模型和垂向裂缝带模型。之后在地质模型中进行地震波传播的模拟,得到对应的波场记录。在波场记录中对绕射波分离进行了测试,最终使用了叠前分离绕射波法。其次在溶洞模型以结构、尺度、填充物为变量,在裂缝带模型以裂缝密度、断距为变量,分析各自在绕射波剖面中的成像特点,结合属性分析等技术,总结绕射波关于溶洞和裂缝发育带成像特征的规律。缝洞单元在剖面上的成像较实际规模大,且相位、频率、振幅属性可对充填程度、尺度进行较好的识别。