由于实际地球介质存在粘性吸收,地球介质的小尺度非均匀也产生类似于粘性吸收的幅值衰减效应,这些客观存在导致了地震波在传播过程中发生幅值的吸收衰减,而在油田勘探、开发的中后期,提高对深层薄砂体、薄互层、微幅构造等隐蔽油气藏的勘探能力,增强对小断层、裂缝发育带等油气疏导体系的识别能力,进而识别有利的油气储层,是目前地震勘探的主要目标。这就需要针对粘性介质吸收与频散进行有效补偿和校正。其中反Q滤波就是一种目前常用的补偿方法。常规的反Q滤波方法一般基于波场延拓理论,具有不稳定性或振幅补偿不足的缺点,补偿高频能量的同时也不可避免地增强了高频噪声,出现不稳定现象,且通常的时不变增益限约束的反Q滤波振幅补偿虽可控制地震资料信噪比,但其经常会压制深层地震波的高频成分,降低深层地震资料的分辨率。因此,本文针对上述两个问题,在前人研究的基础上,提出了二次函数法、三角函数法2种新的稳定性控制方法,设计了两种新的反Q滤波补偿算子。并利用理论合成数据模型验证期有效性,并与稳定因子法对比分析,分析结果表明:2种新的稳定性控制方法均可以有效增强反Q滤波过程中的稳定性,并且相比于稳定因子法具有更强的振幅恢复效果,更加明显的改善深层的分辨率。以这两种稳定性方法为基础,将自适应增益限的思想与稳定性控制方法结合,使优化的振幅补偿函数的增益限自适应于地震数据有效频带的截止频率,通过理论模型试验,分析其时域及频域补偿效果,深层补偿效果明显提升,验证了其有效性。由于薄层调谐等现象存在,基于反射地震资料确定Q值则变的更加困难,因此,在以上研究的基础上,本文还对克服薄层调谐现象的Q值建模方法进行研究,提出一套基于频率导数的算术平均值来剔除薄层调谐效应的影响,利用Q值扫描来判断频率恢复状况,从而实现用反射资料估计等效Q值的方法;通过改变以往从地震衰减数据出发求取叠加Q值的思想,提出了先对地震数据进行粘性补偿,将地震波损失的能量进行补偿,使补偿后的数据展现出没有粘性衰减特征。消除地震数据经过一定的传播距离后,幅值过低而受到背景噪声和多次波等因素的影响。算法实质就是选取正确的叠加Q值使深、浅地层子波的频谱谱宽保持一致。并将这种Q值建模方法应用与理论模型和实际地震资料处理中,充分验证了其可实用性。