为了有效提高页岩气地震资料的信噪比和分辨率,从而实现高分辨率、高精度的多波联合优质页岩预测研究。本论文研究了页岩气藏地震资料高分辨率处理新技术,主要的研究内容和创新工作包含:(1)利用小波变换可多级分频、分数域变换可任意角度旋转的优势,本文提出一种小波分数域分离相干噪声模型的信噪分离方法,解决单炮中信噪耦合分离难的难点;根据叠后数据有效信号具有良好相干性的原理,提出一种基于自适应渐变混波的相干信号增强方法,在小时窗拟合纯波道,用大时窗进行自适应渐变混波道处理,提高相干增强剖面的品质。(2)根据高阶累积量原理及信号纯度谱的特性,提出了一种信号纯度谱约束的混合相位子波反褶积方法,采用多道叠加求平均迭代算法求取高精度混合相位子波,解决相位求解中的多解性难题;利用相邻道互相关功率谱计算信号纯度谱,解决非水平介质数据估算精度低的难点。在该信号纯度谱约束下进行混合相位子波反褶积,提高单炮数据分辨率的同时有效控制高频噪声的污染。(3)本文在常规谱白化与蓝色滤波反褶积原理上,提出了一种测井信号驱动的时变有色谱延拓方法,利用交互、时变、实时的处理方式延拓中高频,利用测井信息自动计算蓝色补偿因子,提高谱延拓处理的实时质控性、数据保真性;根据实际数据振幅谱更符合高斯分布的特征,提出一种保持低频信息的高斯谱模拟反褶积方法,利用高斯拟合函数拟合数据振幅谱,能在保持低频的情况下开展中高频延拓处理,保留更多低频信息。(4)为了提高稀疏盲褶积的抗噪性,提出了一种高阶统计约束的稀疏反褶积方法,利用高精度混合相位子波作为先验约束条件,迭代求取精度更高的反射系数,有利于提高高分辨宽频恢复剖面的信噪比;为了突破常规反褶积高分辨率处理时,受数据本身频带范围限制的瓶颈问题,本文提出了一种模型阻抗与稀疏双约束下的频率谱反演方法,构建测井模型阻抗与稀疏双约束的目标函数,利于方向交替算法的迭代求取精度,高分辨率宽频恢复剖面具有较高的薄层分辨能力。(5)利用前几章研究的方法能有效提高多波数据的信噪比和分辨率,以实际工区多波数据为例,通过岩石物理、地震特性分析,开展高分辨率全变差的多波联合速度反演,利用反演的纵横波速度比开展高精度优质页岩的厚度预测和储层特征预测研究,达到高分辨率优质页岩预测的目标。