声波在地震勘探中的一个重要应用就是利用其传播、反射/折射来研究地壳中的地层结构及寻找油气藏。声波测井通常用测井数据反演井眼附近区域地层的物理特性和地层结构,地震勘探则利用地震勘探数据反演一个区域内地下岩层的物理特性和地层结构。而国际上利用地震勘探数据反演地层真实物理机理及寻找油气藏的重要方法之一就是AVO分析,AVO分析的本质就是对声波入射在地下岩层界面上的反射系数的相位谱和幅度谱的分析。反射/折射系数对地震勘探和声波测井的正演模拟以及地震勘探数据和声波测井数据的反演解释至关重要。现在大多都是研究声波以中小角度入射到介质界面上的地震反射波,而对于大角度入射(入射角大于入射临界角)下的广角反射波的研究特别少并且不成熟。广角反射波的反射系数由实数变为复数,此时在界面上会产生声学Goos-H(?)nchen效应,而这必将会对传统AVO分析的准确性带来一定的影响,从而对地震勘探数据反演造成一定的误差。本文通过建立P-波斜入射到各向同性介质固-固界面的物理模型,推导出反射/折射系数表达式,并用功率流密度验证了所得反射/折射系数的正确性,对反射/折射系数随入射角度的变化关系进行仿真分析。当声波入射角大于入射临界角时,此时广角反射波的反射系数会产生一个附加相位,存在声学Goos-H(?)nchen效应,分别在空间域和时间域对此附加相位求偏导就会得到横向位移与渡越时间,仿真分析单频声信号下的横向位移和渡越时间。建立Ricker子波向外全方位辐射声波的声源信号下的虚拟横向位移和真实横向位移地震勘探模型,通过仿真分析不同介质界面下的接收端波形、渡越时间及渡越时间的时-深转换与入射角度的变化关系,并对虚拟和真实横向位移模型与传统的滑行折射波模型进行比较分析。通过以上对广角反射波反射系数及渡越时间的仿真分析,得出一些重要的结论。反射/折射系数的大小和相位不仅与入射角度有关,还与入射界面两侧介质的物理参数密切相关。单频声信号下的横向位移与渡越时间的大小不仅与入射角有关,还与频率成反比关系,并且均在入射临界角及90°附近幅度的变化较大。对于Ricker子波入射,虚拟横向位移模型下,其渡越时间同单频入射相比都是在临界角和90°附近较为明显,而时间深度转换误差随着入射角度的增加达到几十米至上千米;真实横向位移模型下,众多具有不同相位和振幅的频率分量复杂叠加会使得渡越时间曲线呈现波动形式,90°附近的波动最为明显,此时时间深度转换误差随着几何角度的增加达到几米至上百米。虚拟和真实横向位移模型分别与传统滑行折射波模型进行对比,分析得出在临界角附近传统的滑行折射波可用来近似声信号在介质中的传播速度,而在远离临界角区域并不能用来表示声信号在介质中的真实传播速度。研究结果表明,广角反射波产生的声学Goos-H(?)nchen效应确实会影响传统AVO分析的准确性,并且其在地震勘探时间深度转换中造成的误差达到了几十米甚至更大,但是目前还不能确定虚拟横向位移模型与真实横向位移模型这两个模型哪一个更符合实际的地震勘探模型。本文的研究为之后精确的AVO分析及之后对声学Goos-H(?)nchen效应的实验验证提供了可行的理论基础。