随着油气勘探的逐渐深入,针对复杂岩性油气藏以及隐蔽油气藏的投入逐渐加大,因此对地震勘探精度的要求越来越高。近地表因为其特殊性质,会对地震波场产生较大的影响,引起地震波在传播方向、波形、频谱和能量等几方面的变化。这对地震采集和处理将具有较大的影响。所以有必要对近地表条件下地震波传播规律进行研究,同时发展近地表参数反演方法对近地表结构进行调查,最后对地震资料进行补偿,提高地震分辨率。本文的研究目标一方面是近地表介质特性与地震波吸收衰减规律及其分析方法研究。对近地表“低速低密”、“低品质因子”、“自由表面”、“折射界面”等特性进行了阐述,并对近地表特性下的地震波激发、接收以及传播进行了理论分析和正演模拟,得到了一些有用的近地表特性相关的地震波理论。另一方面,对近地表吸收衰减参数和速度参数进行提取:即近地表粘弹性质反演与参数提取;在调研近地表参数反演方法的基础上,根据微测井进行吸收参数和速度参数的提取理论研究,并在工区进行了实际资料的应用,利用反演结果建立了“近地表综合模型”。以上研究的最终目标是建立近地表介质中地震波的传播规律,服务地震采集中的激发和接收;建立“近地表综合模型”,借助地震正演和波场分析,辅助地震采集处理和解释工作。最后,基于建立的近地表综合模型,对地震资料的能量补偿方法进行研究。发展研究基于数据驱动的时频空间域振幅补偿,以及基于动力学特征的反Q滤波方法。反Q滤波方法包括Hale反Q滤波以及稳定性反Q滤波。对三种方法进行了理论模型试算,分析对比了三种方法的处理效果;最后,针对实际的叠前以及叠后资料进行了处理,采用不同方法对具体应用效果进行分析。实际处理可以联合时频空间域振幅补偿以及稳定性反Q滤波方法,从而实现提高地震分辨率,补偿深层弱信号能量的目的。