现有研究表明,碳酸盐岩储层的研究已成为当今储层评价和预测的重要环节,而碳酸岩中往往有大量的孔洞存在,而这些孔洞往往是油气运移和储存的主要空间,因而储层中孔洞的密集带往往也是油气富集区。然而缝洞分布的细微性、复杂性和缝洞性储层特有的双孔隙系统及其不同常规的渗流机制,都增加了这一研究的难度和深度。经研究发现孔洞的地震响应特征与洞体的大小、含油气性、形状、埋深等因素有关,其中,洞体的大小以及含油气性是决定性因素。为了确定孔洞储层的地震响应特征与孔洞的尺度以及含油气性的确切关系,在了解了地震物理模型技术的基础上,本文选用了实验室构建的两种孔洞介质地震物理模型进行研究:1)同一形态不同横向尺度孔洞模型;2)同一形态尺度不同填充物模型,并应用地震物理模拟技术获得了两种模型的地震模拟数据。　　 在对这些数据进行地震资料处理的基础上,首先对孔洞在地震剖面上的响应特征进行了定性的分析并对地层中存在孔洞时对子波的影响进行了分析,同时本文提取了大量的地震属性(包括振幅、频率以及瞬时属性等)来定量的分析孔洞的尺度以及含油气性与地震属性特征间的关系;之后进行了叠前AVO属性特征分析,研究了不同尺度以及不同填充物孔洞的AVO特征,分析了孔洞的尺度及含油气性等参数对AVO特征的影响;最后,针对前面章节中频谱分析的不足,本文在对比研究了几种时频分析方法(短时傅里叶变换、S变换、Wigner-Ville变换、伪Wigner-Ville变换)的基础上,对孔洞模型的时频特征进行了分析及分频处理。