叠前同步反演作为计算岩石物性参数的重要技术,已广泛运用于油气的勘探与开发中。相比于其他反演方法,如全波形反演等,基于地震振幅随偏移距变化(AVO)关系的叠前反演,能够综合测井、岩石物理等多尺度资料,在计算速度方面也具有明显的优势。AVO分析和反演为油气的识别和储层的评价提供了很大的帮助,所以在生产应用中备受青睐。但AVO反演目前仍存在一些问题,主要包括以下三个方面:(1)一般线性反射系数近似公式在强阻抗差等情况下,与精确公式之间还存在较大误差;(2)在反演过程中,需要假设纵、横波速度比为常数,并提前预估;(3)在同步反演三个参数(例如纵波速度、横波速度、密度)时,反演问题病态程度较高,需要合理的正则化。为解决上述问题,本文在现有研究的基础上,提出了一个改进的地震纵波反射系数近似方程,该方程是一个纵波阻抗与横波阻抗(或纵波阻抗与纵横波速度比)的函数。尽管该方程只包含两种待反演参数,减小了反演问题的不适定性,但与现有的反射系数线性近似方程相比,该方程在中、小角度范围内具有更高的精度,能够很好地表示四种不同储层类型的AVO响应,且更适用于强阻抗差反射界面。在进行AVO反演时,该方程还不需要假设纵横波速度比是常数,避免了纵横波速度比误差对反演结果的影响。基于改进的近似方程,还发展了相应的反演方法,新方法具有很强抗噪性,模型测试和实际数据应用都体现了本文方法的稳定性和可靠性。