我国的页岩气资源勘探开发正处于初级阶段,适应国内页岩气储层勘探开发的地质和地球物理条件的地震技术仍以低成本的常规技术为主,忽略了页岩的各向异性特征,使得地下的地质构造、岩性等成像精度和分辨率低,不利于页岩气的勘探开发需要,因此对于提高地震资料的分辨率和成像质量迫在眉睫。因此基于波动理论的各向异性地震波传播特征和规律的研究对于提高分辨率和成像质量,显得尤为重要,助利于国内页岩气资源的勘探开发速度。地震数值模拟方法是研究地震波场形成机理及传播规律的重要工具,能够为后续的地震处理解释提供理论基础。本文以前人研究的理论和成果为基础,从各向异性介质的弹性波基本理论出发,推导了各向异性TI介质弹性波和TTI介质准纵波波动方程,采用高阶交错网格有限差分法求解波动方程,进行地震波数值模拟,采用四川盆地周缘三个典型的页岩剖面的岩芯数据参数,设计了均匀各向异性的页岩储层和水平层状的页岩储层,针对不同类型的各向异性参数ε、δ及θ的变化,研究各向异性页岩分布在不同的层段,以及页岩储层弹性对称轴倾角大小的改变,对页岩储层地震响应特征的影响,分析地震波场传播机理和传播规律。研究表明采用TTI介质准纵波方程模拟页岩储层的地震波传播规律,与各向同性相比,在各向异性页岩储层中反射波旅行时间更短,折射波出现点提前出现或是延后出现;层间的多次波受各向异性的影响,多次波明暗不一致;反射界面波速随炮检距增大,波速增大更快。层间多次波受下覆页岩层各向异性的影响明显;受页岩储层弹性对称轴的倾角大小的影响,使得页岩储层的顶底反射界面同相轴振幅发生“极性”的倒转现象,这些地震响应特征对于页岩储层地震资料的处理与解释具有重要的参考价值。