油气资源需求的不断攀升，油气勘探开发的不断深入，油气勘探重点由构造型油气藏勘探逐步走向岩性油气藏勘探。复杂隐蔽油气藏勘探也成为了勘探与开发的重点，而裂缝及孔隙型储层在隐蔽储层中占有较大的比例，充分利用叠前及叠后的地震数据的优势对该类储层特征进行描述，寻找储层有利区域，并有助于降低勘探的风险。本文在前人研究理论基础上，分别以叠前方位各向异性AVO理论，双相介质的岩石物理理论为理论指导，对裂缝、孔隙度、孔隙结构反演方法进行了研究、实验及应用，主要研究内容及成果如下：（1）对HTI介质模型及Hudson裂隙理论、Thomsen裂隙理论进行研究，充分理解地震波在HTI介质中的传播过程及规律：HTI介质中的垂直裂缝对于其下的地震反射层都有影响，反射波地震数据可以看到扰动现象，因此在实际应用中，对于非目的层应去除各向异性影响，然后再对目的层进行其他各向异性的处理及解释工作。（2）对HTI介质中P-P波及P-SV波近似反射系数公式进行了详细的研究、分析、对比，从分析的结果可以看到：①受HTI介质各向异性的影响，RPP、RPS随方位角的变化呈椭圆分布，并且椭圆的属性在一定程度上指示了裂缝的发育方向和发育强度；②各向异性系数对RPP没有影响，而γ对于RPP的影响最大；③各向异性系数、、γ都对RPS有影响，且γ的影响最大；④RPS对裂缝介质(HTI)的各向异性系数更加敏感。利用P-SV近似反射系数公式，将其进行三角函数展开化简得到以方位角入射角三角函数为系数，以各向异性系数为未知数反演目标函数，通过经验表达式最终反演得到各向异性系数从而得到裂缝发育的方位及密度。从化简的反演公式可以看到，P-SV波反射系数的大小主要受P1、P2、P3值的影响，也直接与表达式中的γ、相关，而从反演裂缝方位的公式也可以看到类似的结果：采用反演结果中P2与P3计算裂缝发育方位更为精确。（3）对双相介质模型理论进行研究，并对碳酸盐岩中的孔隙类型、成因，影响孔隙度的因素充分了解，通过现有岩石骨架模型理论（Eshelby-Walsh、Pride、Nur等）公式的分析研究，建立表征孔隙结构特征的统一岩石骨架模型公式，并代入具有低频性质的Gassmann方程，通过代换、合理近似并得到基于孔隙结构参数的地震孔隙度的反演方法。本文所推导计算孔隙度及孔隙结构公式，理论上正确、必要，实现简便、可行且精度高，具有较好的应用前景。（4）通过对统一岩石骨架模型公式中p、q值与岩石弹性性质的影响情况进行分析，得到认识：当p、q值增大，岩石的物性特征从刚度大到刚度小变化，岩石由硬变软，柔性增大，硬度变小，疏松性增大，这样所对应的岩石的弹性参数也发生变化，因此可定义p、q值为疏松系数。而孔隙结构参数C与p、q值成倒数，p、q减小对描述储层比较有利，那么当孔隙结构参数增大的时候对于描述有利储层较好。（5）通过建立的含孔隙结构参数的孔隙度计算公式，可以分别求取岩石饱和流体压缩系数βE关于孔隙度ε及孔隙结构参数C的偏导数，即求取孔隙度与孔隙结构参数对于岩石饱和流体压缩系数的贡献度，通过两偏导数的比值或者差值从三种不同的情况定量地描述了孔隙度与孔隙结构参数对于岩石等效弹性性质的影响之间的关系，结合孔隙结构的类型可知，当孔隙类型主要以圆形孔隙为主时，孔隙度对于岩石饱和弹性性质的影响大于孔隙结构的影响，而当孔隙类型主要是以裂缝为主时，孔隙结构对于岩石饱和弹性性质的影响大于孔隙度的影响。