叠后地震资料反褶积及波阻抗反演是提高分辨率及储层预测识别的关键技术。反褶积的基本原理是利用地震道的有效波和子波的反褶积得到反射系数,波阻抗反演是由反射系数计算出反映地层物性变化的物理参数波阻抗,它是高分辨率地震资料处理的最终表达形式。为了提高地震资料分辨率和计算速度,本论文采用了阿尔伯塔大学地球物理学院Mauricio D.Sacchi教授提出的稀疏约束反褶积分离地震子波和反射系数的方法技术,利用该技术处理后的地震资料提高了分辨率,拓宽了有效频带宽度,改善了常规反褶积方法处理伴随着分辨率提高的同时信噪比显著降低的现象,使处理结果保持了较高的信噪比。另外,本文还采用了精度高、收敛快的预条件共轭梯度算法来对正则化处理后的稀疏约束反褶积进行求解,实现了地震子波和反射系数的同时迭代,改善了常规反褶积算法的稳定性,提高了计算速度,处理结果上取得了很好的效果。在实现了基于预条件共轭梯度算法的稀疏约束反褶积求得反射系数之后,本文接着研究了基于稀疏约束反褶积的波阻抗反演,从与常规的基于最小平方反褶积与预测误差反褶积两种反褶积的波阻抗反演结果对比来看,基于稀疏约束反褶积的波阻抗反演能从有限频带宽度的地震数据中恢复出了宽带波阻抗信息,提高了分辨率。最后研究了有测井资料约束情况下,基于稀疏约束反褶积的测井约束波阻抗反演,它把横向上同相轴变化的地震界面信息与分辨率高的测井波阻抗信息相结合,提高了地震资料的解释精度。理论模型试算、实际资料处理和频谱分析结果表明,基于预条件共轭梯度法的稀疏约束反褶积能够有效地分离出地震子波和反射系数,通过与常规的反褶积处理对比结果表明,预条件共轭梯度法计算的反射系数和子波精度高,收敛快,而且计算稳定,实用性强;另外,基于稀疏约束反褶积的波阻抗反演研究表明,经过稀疏约束反褶积得到的反射系数应用于波阻抗反演的结果精度有所提高,基于稀疏约束反褶积的测井约束波阻抗反演,有效地提高了地震数据的频带,提高了分辨率,具有良好的应用前景。