AVO技术是利用叠前道集上反射波振幅与炮检距(或入射角)的关系来预测识别油气藏。然而,在实际地震资料中,地下介质一般是薄层或薄储层,会对AVO响应的变化规律产生影响。因此本文从传统的单界面AVO技术过渡到薄层AVO响应,通过对薄层AVO进行正演模拟并讨论频率对薄层的影响,克服了AVO技术对单界面的局限性,可延伸应用到薄层的勘探中。因此,研究薄层AVO对识别薄储层、薄层以及隐蔽性的油气藏检测具有重要的意义。主要工作包括以下几点:首先,讨论并阐述AVO基本概念和原理,以及AVO分析中的岩石物理参数的属性,再分析入射波在均匀介质的单界面上的反射与透射情况,从而推导出Zoeppritz方程及其不同侧重点的近似公式,再利用Ostrander含气模型和Goodway含气模型,来讨论这两种情况下的反射系数响应特征,考虑综合因素选出高精度且计算简洁的AVO近似公式—Shuey近似公式;为后续研究薄层峰值频率做铺垫,再分析并得到了四类经典的含气/水砂岩的反射系数特征,即AVO响应。其次,当入射波在均匀层状介质中传播时,可以推导出Brekhovski方程,同时简化该方程后,即可得到在三层介质中的入射波的反射与透射方程,并建立不同泊松比的含气砂岩模型,又讨论了品质因子Q(地层吸收因素)对薄层反射系数特征的影响,得到了不同的入射子波频率和不同中间层厚度下的薄层反射系数特征,发现了入射波频率和中间层厚度以及地层吸收因素都会改变薄层反射系数特征的变化规律。再次,基于数值模拟情况下,分析了薄层AVO响应。考虑在地层吸收的情况下,子波主频和薄层厚度对AVO的影响特征,又利用线性近似分析的方法。得到AVO的近似值,利用数值模拟方法对含气模型进行常规地震分析。将数值模拟得到反射系数与AVO近似方法得到的反射系数进行对比,验证了AVO近似方法的精确性和可信度。最后,根据前面的研究基础,讨论薄层厚度和子波入射频率对薄层峰值频率的影响,根据薄层顶底界面的反射系数特征,将薄层分为四类,推导出地震峰值频率和厚度的关系表达式,并对其进行高阶近似得到适用于不同薄层类型的表达式;得到了这四种薄层的峰值频率随厚度变化的特征曲线,并根据薄层顶底界面的反射系数特征进行任意组合,得到了峰值频率与厚度关系的变化范围,即量板,这就为我们预测薄层厚度提供了一种新思路。同时对模型进行了检验;又讨论了薄层在AVO情况下的峰值频率特征,发现厚度和子波入射频率对薄层峰值频率有一定的影响。