地震波在粘弹性介质中传播会受到吸收衰减效应的影响,表现为能量衰减和速度频散。对叠前地震数据而言,地层吸收不仅降低了分辨率,也改变了AVO反射特征。品质因子Q是表征地层固有吸收特性的主要参数,然而传统的吸收参数反演方法往往强烈地依赖地震资料的品质,噪声和频谱干涉等影响通常导致估算结果存在较大误差;反Q滤波技术是补偿地层吸收的主要方法,但是,其稳定性及抗噪性在一定程度上限制了该方法在工业界的实际应用。为了提高吸收参数反演精度、增强叠前吸收补偿方法的稳定性,本文首先提出一种横向谱比Q值反演方法,基于地震频谱的横向变化对吸收参数进行反演。在此基础上,提出两步法地层吸收补偿方法。将地层吸收分解为两个独立的分量:与炮检距有关的吸收分量和与时间有关的吸收分量。其中,对AVO分析的影响主要来自于与炮检距有关的吸收分量,而与时间有关的吸收分量主要影响地震分辨率。基于水平层状介质和小入射角假设,本文分别推导了炮检距方向上和时间方向上的等效吸收因子并利用反演的方法实现了与炮检距有关的地层吸收补偿。模型试验及实际资料处理结果表明,两步法地层吸收补偿方法有效地提高了叠前地震数据的同相性能及AVO分析精度。