现有的地球物理处理手段大多建立在单相介质的基础上。随着研究的深入,对油气储层的精细描述变得越来越重要。油气储层主要以砂岩和碳酸盐岩为主,这种储层一般是由固相和流相组成。若只对固体介质进行分析,现有的单相介质理论可以达到处理要求;若要对砂岩储层中的骨架、固体颗粒及其流体进行分析,那么研究的介质就由单相介质变为双相介质,传统的弹性波理论在处理这种模型的时候是不成立的。因此需要提出双相介质理论来详细描述地下地质体的结构,流体的性质以及地质构造的整体效应。为了能更准确的刻画储层,所以要引入更多的参数来精确描述储层。纵观国内外,双相介质理论已经成为地球物理学研究的前沿。本文分析和总结国内外对双相介质理论的研究,结合实际需求,研究了双相介质中地震波的传播规律,建立基础地球物理模型。基于牟式方程,建立了基本的双相介质理论反射和透射方程组。采用Biot模型和BISQ模型对储层参数进行定量描述,建立了岩石物理参数之间的变化关系,为储层参数反演做理论依据。储层参数反演为地球物理解释提供依据。储层参数反演问题可以被视为一个非线性多参数优化问题,其中的岩石物理模型属性包括P波和S波的速度,储层参数包括孔隙度、含水饱和度、渗透率等。由于双相介质储层具备复杂性和非线性关系,常规的线性反演不能有效得到反演结果,而遗传算法等随机方法具有全局搜索能力,但存在局部搜索能力弱和早熟收敛的缺点。为了解决这个问题,采用了新的自适应选择算子和混合交叉算子实现的实数编码遗传算法具有更好的全局及局部搜索能力,能够防止过早收敛。数值实验证明了实数编码遗传算法的搜索的有效性。最后,将本文所研究的内容应用到实际地震资料中,并且对实际效果进行解释分析,通过与测井资料对比,取得较好的应用效果。