本发明的实施方式提供了一种碳酸盐岩储层介质随机建模方法。该方法通过采用图像特征提取地层格架矩阵，并结合随机模拟的储集体结构矩阵和储集体岩石物理参数得到储层介质随机模型，从而，在充分考虑碳酸盐岩复杂介质在空间结构、储层结构、储层速度及密度分布的随机性的情况下，实现具有真实地层结构约束的碳酸盐岩缝洞型储层介质随机建模，使得储层介质随机模型反映碳酸盐岩裂缝、缝洞型储层地质结构特征和非均质性更准确，有助于提高碳酸盐岩储层正演模型的储集体随机性和模拟精度，更有助于指导碳酸盐岩储层预测中储层识别与描述以及地震识别模式的建立，为勘探目标优选提供更准确的依据。