近年来,碳酸盐缝洞型储层的研究已经变得非常热门。碳酸盐缝洞型储层通常具有很强的非均质性,目前商用的地震处理软件的正演建模部分通常是基于层状介质或等效介质来建立地震正演模型,不能真实反映地下实际的非均匀介质,将模型用于地震正演模拟中往往无法很好地模拟真实的波场特征。本文引入了基于统计学理论的随机介质建模方法,将其用于地震正演建模的过程并开发了高精度的地震正演建模的软件,可以精细地刻画复杂地质体的局部非均质性。本论文还基于声波方程的高阶交错网格有限差分方法,在边界处理采用PML吸收边界条件,实现声波正演模拟的模块。最后本论文使用本软件的建模模块和商用软件对碳酸盐缝洞模型的波场特征进行了分析,取得了良好的效果,进一步说明了本文建立的随机介质地震建模与正演模拟方法是可行的,可以有效地指导实际资料的解释。