裂缝检测是目前国内外石油勘探界研究的一个热点问题，如何确定裂缝方位等参数是石油公司面临的难题，解决该难题就要确定裂缝方位等参数与地震波场传播之间的定量关系。但是目前所采用的裂缝性地层介质模型不能完全定量反映裂缝的方位特征和衰减特征，针对该问题，本文提出了具有任意方位角的裂缝性地层介质模型并进行了粘弹性地震波在这种介质中传播机理的研究。 岩石是一种既非各向同性又非完全弹性的材料，为了准确描述粘弹性波在裂缝性地层岩石中的传播，本文给出了方位各向异性粘弹性介质的流变学本构关系；在弱粘滞性条件下，采用时间增量的方法把流变学本构关系中的卷积积分线性化，推导了针对裂缝性地层的以任意裂缝方位角为参数的波动方程；本文在数值模拟算法稳定性分析的基础上给出了以下几种数值解法：粘弹性波动方程的伪谱法解法；粘弹性波动方程的有限差分法递推公式；利用现有的弹性波有限元分析方法来计算粘弹性波场传播特征，导出了相应的递推公式；使用均匀平面简谐波分析方法研究了粘弹性平面波的频散关系，给出了均匀平面粘弹性波的慢度、复速度与裂缝方位关系的表达式。 分别使用伪谱法、有限差分法和有限元法进行了粘弹性波场数值模拟。结果显示方位各向异性粘弹性介质中地震波的波前面随着裂缝方位发生明显的改变，粘弹性对慢横波的衰减程度较大；对粘弹性方位各向异性页岩和砂岩进行的模拟表明相速度和品质因子在地震频带内基本保持不变，衰减系数随方位角发生周期性的改变，并随着频率的增大而增强。数值模拟结果揭示出裂缝性油气藏的波场特征与裂缝方位、粘弹性的内在联系。本文进行的多波勘探机理研究可望作为开发实际地球介质正演模拟程序的基础；另一个潜在的可能应用是在地层的品质因子较低时天然地震的正演模拟。 本文还以中国西部某地区碳酸盐岩中的多波勘探资料为实例，针对碳酸盐岩裂缝性油气藏，进行了裂缝方位和裂缝密度等参数的预测研究。推导了估计横波速度和各向异性系数的公式；提出了测井约束反演、横波速度反演相结合的方法来定量预测裂缝；给出了裂缝检测的流程，实际应用证实了裂缝检测方法的实用性和正确性。