随着油气勘探程度的日益加大,地震勘探任务也面临着更加复杂的情况,薄储层油气藏的预测问题变得越来越重要,对于厚度小于地震数据传统分辨率的薄储层的准确预测成为了地震勘探领域的重点之一。基于这一实际情况,论文详细研究了地震数据提高分辨率处理的谱反演方法。谱反演是近几年发展起来的一种新的提高地震数据分辨率处理技术。其基本原理是通过在频率域选取合理的频率区间,建立计算与实际反射系数序列频谱之间的目标函数,反演得到反射系数的大小和位置。在谱反演中需要输入地震子波的谱,因此,地震子波谱的估算是进行谱反演中的一个至关重要前提条件。而在实际地震数据进行谱反演的过程中,地震子波谱的估算也一直是一个难点,特别是对于具有时变与空变的地震子波。因此,如何提取准确的地震子波谱以保证谱反演结果的准确性方面的研究也十分重要。薄层的时间厚度用地震数据的采样间隔来表示,薄层的顶底界面用相邻的两个采样点来表示,基于奇偶分解定理,对谱反演方法的目标函数进行了详细地推到,并且得到了相应的谱反演目标函数矩阵方程组。论文分别采用压缩感知理论中正交匹配追踪算法（Orthogonal Matching Pursuit）和基追踪算法（Basis Pursuit）对谱反演目标函数进行求解,最终得到整个时间段的反射系数,将每一个采样点存在数值代表反射系数,数值为零代表不存在反射系数。在稀疏地层假设下,通过求取部分频段的地震数据频谱与地震子波频谱实现谱反演方法。对比考虑两种算法,选取基追踪算法作为实际地震资料提高分辨率处理。论文提出采用震数据的二次谱估算地震子波谱的方法来计算地震子波谱,利用模型和实际地震资料进行子波谱估算的测试,结果表明基于地震记录的二次谱的地震子波提取方法具有很高的精度。合成数据测试与实际地震资料应用证明了方法的有效性。论文结合利用地震数据二次谱估算地震子波谱的方法,形成了基于压缩感知算法的谱反演方法与数据处理流程。最后利用提出的方法技术,对实际工区地震数据进行了拓频处理,通过对比处理前面的地震数据频谱曲线,可以看到取得了很好的拓频处理效果。地震资料的分辨率在得到明显的提高同时,拓频处理的地震数据的信噪比也能得到很好的保持。