碳酸盐岩礁和滩是石油和天然气的理想储集场所,礁滩油气藏以其圈闭类型多、储集性能优越、含油气性良好、产量高等有利因素,一直受到地质学家和地球物理学家的重视,从单纯的碳酸盐岩礁滩定义、结构、分类、发育规律、沉积相与沉积环境等地质学研究到礁滩相储层特征、地震波反射特征、测井响应特征、储层识别与预测技术等,都是油气勘探中的重要研究内容。礁滩地层非均质性强,物性差异小,地震资料品质往往较差,构造复杂,识别预测难度很大,多解性强,为勘探难度较大的复杂隐蔽油气藏,研究意义重大。本次研究主要是一方面系统分析碳酸盐岩礁滩的地质、测井、地震响应特征,另一方面重点研究波动方程频率波数域地震波场数值模拟方法,然后将两者结合起来,通过对各种类型礁滩相地层进行地质建模,运用波动方程地震波正演与偏移理论进行叠前与叠后地震正演及偏移成像,建立礁滩相地层的地震响应模式,总结碳酸盐岩礁滩的反射地震波场识别特征与储层预测方法,以指导礁滩相油气勘探工作。主要开展了以下几方面的工作:第一,分析碳酸盐岩礁滩的定义、分类、生长发育规律、沉积环境与沉积相等地质概念,研究世界各地典型碳酸盐岩礁滩相油气田的实际地震资料,总结生物礁、滩的一般性地震反射特征以及测井响应特征,探索礁滩相地震波场响应特征的地质根源。第二,根据基于控制点二维封闭结构地质体模型建立的策略,学习频率波数域相移法、相移加插值法、裂步傅里叶法三种波场延拓方法并进行波场正演与偏移数值试验,比较其效果以及对纵、横向变速的适应性。并将相移加插值波场延拓法应用于碳酸盐岩礁滩相地层二维叠后波场模拟与偏移成像。第三,学习基于惠更斯原理的波动方程共炮点道集正演算法以及共炮道集叠前深度偏移算法,将其应用于碳酸盐岩礁滩相地层叠前地震波场模拟,分析其叠前共炮记录波场响应特征,并验证该算法的效果。