随着三维成像技术的快速发展，它广泛地应用于地学、生物和医学等领域，从而产生了大量的三维图像。对这些三维图像进行处理和分析的需要促进了三维图像纹理这一重要研究方向的发展。本文以三维地震图像为例展开研究，三维地震纹理属性主要分为几何属性和物理属性：几何属性通常与地震层位的几何形态有关，它们对刻画地质体轮廓、分层结构、断裂系统等非常有效；物理属性包括运动学和动力学属性，主要指振幅、波形、频率、速度及衰减等，用于研究储层的岩性变化。由于几何属性能够比物理属性更好的描述断层等信息的分布和形态，所以能够更好地描述和识别油气藏，所以本文主要研究三维地震图像的几何属性。典型的几何属性主要包含相干体、倾角、方位角和曲率等属性。本文首先回顾了几何属性的的国内外发展动态，并系统地对各种几何属性进行了分类，从几何属性的概念、提取方法与实际资料应用这三个角度出发，针对几何属性提取中所面临的几个实际问题进行了深入研究，形成了一套适用于实际资料处理的几何属性提取方法。具体工作如下：1、考虑到三维地震图像的数据量非常大（经常几十上百个G），在对几何属性的计算过程中，我们需要采用了一些有效的方法降低算法的时间复杂度。针对地震几何属性计算是采用三维滑动时窗的机制，前后两次运算中有许多数据是进行了重复运算，若能在前一运算中，保留重复的那部分结果直接用于下一次运算中，就可以极大的提高计算速度，基于此，我们提出了基于滑动时窗的快速算法，提高了几何属性提取方法的实用性。2、梯度结构张量计算问题中，常采用基于高斯的滤波窗口来平滑噪声，这常常会平滑掉细微的地震信息，比如裂隙，而裂隙信息往往能够指示油气藏。基于此，我们提出了基于双边滤波技术的梯度结构张量计算方法，能够有效的保存细微的地震信息，从而能够更精细地描述油气藏。本文中提出的算法应用于荷兰北海的F3工区处理，从实际工区的处理效果来看，无论计算效率还是细微地震信息检测效果都比以往的几何属性方法有了较大地提高。