地震波在地层中传播时，由于地层介质的非弹性特性，导致了地震波能量的衰减。这部分衰减的能量通过内摩擦的方式转换为热能。通常用Q来表示地层介质的内摩擦强度。Q一般与地层的孔隙度、压力、孔隙流体性质以及孔隙流体饱和度有关，裂隙以及岩性的变化也很大程度上影响Q值。所以对Q值的研究，能加深对地层的认识，通过Q值寻找油气也很具有前景。目前，衰减因子的计算方法很多，从最直观的时间域直达波的振幅变化到波形上升时间的计算，从频率域频谱比的拟合到质心频率的位移，在实际应用中都存在一定局限性。本文通过对质心频率法、频谱比法的研究提出了联合振幅与频率的Q层析反演方法。Q层析成像是在速度层析成像的基础上进行的，在利用走时进行速度层析反演得到速度后，在此基础上进行基于费马原理的GMM波前走时计算与射线追踪，与常规的波前走时计算法不同，GMM算法具备高精度高效率的特点。在反演中，采用的是阻尼最小二乘算法，并引入了平滑约束与先验约束，以及宽约束，提高了反演算法的抗噪能力，减少了多解性。对于基于振幅与频率信息构建的方程组，将它们使用最小二乘准则组合起来，并通过设置权重系数，来优化反演效果。研制了井间地震衰减层析成像软件。该软件具备直达波走时层析成像、衰减层析、直达波走时与波形提取及波形处理等功能模块。衰减层析模块中包含了质心频率移动法、频谱比法与联合振幅与频率法等3种方法。通过多个模型实验，来分析其适用性，同时，也对实际资料进行了应用。结果表明联合振幅与频率的衰减反演法继承了质心频率法的稳定性，其反演效果也优于利用单一信息的反演结果。首先对2个理论模型分别应用了质心频率法、频谱比法与联合振幅与频率反演法这3中Q值反演方法，由于理论资料无干扰信息，3种方法都表现出了很好的反演效果。只是使用粘弹性波动方程模拟的理论模型，拾取的直达波频谱在高频存在异常，通过处理后导致质心频率偏移误差，这一误差对高Q区域影响较大，才导致了该模型质心频率法局部反演异常，这一误差对频谱比信息无影响，所以联合振幅与频率反演法的效果很好。然后，通过对理论的模型添加高频干扰与随机噪音，本文分析了3种方法的优缺点，质心频率法对噪音有一定的压制能力，而高相关性的频谱比信息包含了高质量的衰减因子信息，所以将振幅衰减信息与频率变化信息结合在一起，能得到高分辨率、高可信度的Q值反演结果。最后，将联合振幅和频率反演法应用于实际资料中，得到的反演结果也比质心频率法反演的结果局部分辨率要高，由于数据误差导致的异常Q值的区域要少得多。