莺歌海盆地深层是近期南海西部海域高温超压地层油气勘探的重要区域,该区L6井钻遇了上百米的气层,且钻遇的气藏具有高阻抗特征,在地震上表现为强波峰特征,然而相距该井6公里处的L13设计井井区表现为明显的弱反射地震特征,理论模拟表明,该区甜点储层表现为弱振幅地震响应特征,但该区泥岩大部分也表现为弱振幅,因此,具有弱振幅地震响应特征的储层预测是该区地球物理研究的主要难题。本文以L13设计井井区为例,首先通过叠后正演模拟技术论证了L13设计井井区不同地层组合模式下的叠后地震特征;其次,利用AVO正演模拟及叠前弹性参数模拟,明确了该区砂泥岩的叠前道集特征、AVO特征及弹性参数特征;最后,基于实际地震资料对L13设计井井区进行储层预测,并对L13设计井井区弱振幅形成的原因进行了分析,分析表明,L13设计井井区的弱振幅为大套砂岩的响应特征。本文研究成果为L13设计井的钻探提供充分依据,实际钻井证实了本文方法的有效性和可靠性,为莺歌海盆地深层高温高压领域下一步勘探布井指明方向。