品质因子Q作为用来描述地震波吸收衰减的一个重要参数,反映地下介质对地震波吸收衰减的强弱,是地震波吸收衰减特性定量评价的依据,同时也是油气检测和储层描述的重要参数。近地表Q值的准确估算是进行反Q滤波提高地震资料成像分辨率,储层预测精度的关键,具有重要的意义。针对近地表吸收衰减作用剧烈,对波形、频谱改造作用巨大,通过建立合理的近地表吸收衰减模型,研究了地层厚度、噪声、拟合频带范围等因素对谱比法应用效果的影响,并分析了谱比法的适用条件和在野外地震资料处理中的局限性。研究结果表明,谱比法适用于厚层储层Q值估算,因受旅行时间读数误差或速度估算误差等因素的影响,Q值估计结果跳跃波动剧烈、稳定性较差、估算精度较低,应用于实际资料处理效果较差。因此,借鉴微测井分层速度回归分析思想,提出一种估算近地表Q值的谱比积分法。在系统阐述方法原理和算法精度理论分析的基础上,编制了相应的算法程序,实现了理论模型构建,人工合成微测井记录制作以及品质因子Q的定量估算。模型分析结果表明,理想准确旅行时拾取,谱比积分法Q值估算误差近似为零;信噪比等于10时,谱比法和谱比积分法最高相对误差分别为为128.71%和20.46%;实际旅行时拾取误差时,积分法Q值估算最大相对误差约为20%,平均相对误差低于12%,谱比法Q估计最大相对误差高达367%,平均误差约为92%。实际微测井资料应用结果表明,谱比积分法估算的低速层、降速层和高速层的Q值依次为:43.67、119.71、358.52,谱比法Q估计的最大结果为3935.9、最小为9.02,相差约为4000呈现出明显的不稳定性。同时,基于S变换时频域的谱比积分法比STFT和WT具有更好的抗噪性,应用于大炮地震记录,同样取得稳定的Q值估算结果。与常规相邻道谱比法相比较,谱比积分法具有良好的抗噪特性,Q值估算结果更稳定、精度更高,与速度分层具有良好的一致性,且对于不同微测井观测系统和大炮初至记录均具有较好的适用性。最后,针对核桃峪矿区近地表吸收衰减影响严重的问题进行吸收衰减补偿处理,并在提高勘探资料分辨率的基础上,提取丰富的地震属性信息,借助于S变换时频域分析方法,基于双相介质模型,研究了地震波穿过瓦斯富集区煤层产生的“低频阴影”和“低频能量增强,高频能量衰减”的特征,并用于预测矿区主采煤层的瓦斯富集区。经实际开采资料验证,利用“低频阴影”不仅能预测煤层瓦斯富集区,而且可以刻画富集区的边界和空间展布,减小三维地震勘探资料预测煤层瓦斯富集区的多解性。