随着地震勘探向高精度、高保真方向的发展，地震子波相位问题越来越受人关注。目前振幅对地层响应的研究已逐步完善，但对其中相位谱的研究和利用则相对较弱。很多情况下往往只用振幅谱，相位谱由于利用起来较复杂而弃之不用，忽视了子波相位对地层构造的响应。随着当今信息技术的发展，信号处理领域已经进入了一个新的发展时期，对信号全面的研究至关重要，对相位特性的研究已成必然。本文首先引入三种相位谱的求取方法，分别为主值相位谱、展开相位谱和连续相位谱的求取方法。本文采用连续相位谱的求取方法，通过改变搜索区间变为单调函数，满足正周期内延迟的性质。地震波在传播过程中会受到许多因素的影响，使其相位发生改变，处理过程也会使地震记录的相位发生不同程度的畸变。基于影响相位变化的主要因素建立典型模型，通过波场正演模拟，分析与测试了粘弹性介质、地层厚度、韵律型地层、递变型地层和弯曲界面对地震波相位的影响。基于利用地震反射数据的伪熵可以预测沉积相方向的理论，建立典型沉积模型，通过正演模拟，证实了沿着沉积方向的熵基本是越变越大的，尤其在沉积末期，伪熵变得最大。再结合实际资料，通过熵值，分析研究地震波相位变化与地层沉积特征的关系。本文详细介绍了四种相位校正方法，通过对实际资料做相位校正处理试验，发现经过反Q相位校正、常相位校正、分频相位校正以及子波一致性校正后，剖面同相轴的连续性及波组特征变好，一定程度上改善了地震资料的分辨率，验证了各种相位校正方法的有效性。本文通过上述模型测试和实际资料的分析，说明了地质结构更多地影响地震反射波的相位，地震波相位变化和地层沉积特征也有一定的关系，这为利用地震数据相位研究地下结构提供了可能。在相位校正方面，虽然各种相位校正方法具有一定的有效性，但目前对由地层结构引起的相位信息的认识尚不完全，应用相位校正方法也并不能完全有效的消除影响，因此对相位信息的研究还有待深入。