本發(fā)明提供了一種波阻抗反演方法與碳酸鹽巖非均質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。該反演方法包括：獲取地震數(shù)據(jù)，進(jìn)行第一次約束稀疏脈沖反演，得第一波阻抗反演數(shù)據(jù)體；以第一波阻抗反演數(shù)據(jù)體為波阻抗趨勢(shì)模型進(jìn)行第二次迭代約束稀疏脈沖反演，得第二波阻抗反演數(shù)據(jù)體；確定碳酸鹽巖孔洞儲(chǔ)層的波阻抗門檻值并構(gòu)建巖性概率體計(jì)算模型；基于第二波阻抗反演數(shù)據(jù)體、碳酸鹽巖孔洞儲(chǔ)層的波阻抗門檻值，利用巖性概率體計(jì)算模型，分別確定研究區(qū)目的層碳酸鹽巖孔洞儲(chǔ)層巖性概率體和非儲(chǔ)層巖性概率體；獲取碳酸鹽巖孔洞儲(chǔ)層、非儲(chǔ)層的波阻抗概率密度函數(shù)和變差函數(shù)，在巖性概率體約束下，進(jìn)行地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)反演，得到第三波阻抗反演數(shù)據(jù)體，完成波阻抗反演。