消除地震信号记录中的噪声是地震资料处理的重要环节，其对于地震资料的后续处理和解释有着十分重要的意义。一个较好的地震资料去噪算法能有效提高地震资料的信噪比，保持地震资料的高分辨率和真振幅特征。地震资料的去噪处理的好坏直接影响到对岩性参数的提取以及对资料的解释。随着勘探程度的不断深入，勘探区域的地质环境更加复杂，使得获取的原始资料受到的干扰更为严重，有的资料连同相轴特征也被噪声所掩盖。在这种情况下传统的方法难以有效的处理信噪比特别低的资料。本文在研究了低信噪比地震资料的基础上，根据随机噪声，面波、线性噪声、次生噪声等相干噪声的分布特征，分析了小波阈值去噪方法和傅里叶变换去噪方法，发现两者能够较好的压制随机噪声，但对相干噪声的压制能力有限。鉴于此，为了能够有效提高地震资料的信噪比，本文研究了变分偏微分方程的相关理论，利用可以将地震资料的去噪问题转换成去噪模型的能量泛函最小化问题的思想，将全变分原理应用到低信噪比地震资料去噪处理中，建立了全变分地震资料去噪处理模型。在结合实际地震资料的情况下进行去噪处理，发现模型是稳定的。最后与小波阈值去噪方法进行了对比，试验结果表明全变分模型能够有效地消除地震信号中的噪声，使剖面的质量得到较大改善，较好的恢复了地震波的真实振幅特性，使被噪声掩盖的同相轴得以呈现，有利于对地震资料进行科学的属性提取和正确的资料解释，因此全变分模型在地震资料处理方面具有广阔的应用前景。