吸收衰减是地震波在实际地球介质中传播的固有特征,在地震勘探中通常采用品质因子Q来量化地层对地震波的吸收衰减程度。研究表明,地震波能量的衰减可以视为Q不随频率变化和Q随频率变化两种成分的线性组合。针对上述两种Q值变化特征,开展三维粘弹性波动方程正演模拟有助于研究不同吸收衰减规律对地震波传播特征的影响,对实际地震数据的采集、处理和解释具有重要意义。目前,三维粘弹性介质时间域波动方程正演模拟主要以低阶衰减模型为主,Q值随频率变化规律对地震波传播特征的影响研究还不够深入,论文采用高阶广义标准线性体模型,在期望频带内通过最小二乘拟合算法求取每个标准线性体独立的表征参数,实现对Q不随频率变化和Q随频率变化两种特征的高精度表征。论文分析了不同阶次广义标准线性体模型对上述两种Q值特征的精确拟合程度,在权衡计算精度和三维波动方程正演模拟效率的基础上,针对Q不随频率变化和Q随频率变化两种特征分别选择五阶和九阶广义模型进行模拟。在此基础上,推导了基于广义标准线型模型的三维粘弹性波动方程,采用CPML边界条件吸收边界处的反射,采用MPI+Open MP进行并行加速,实现了三维粘弹性介质波动方程正演模拟。针对Q值随频率变化规律受孔隙度、渗透率等物性参数影响的问题,论文根据实际地震工区特征,采用地震解释层位和断层构建了三维地层格架,在地震相约束下采用测井资料建立了工区三维物性参数模型。采用了含孔隙周期层状介质模型表征了Q值随物性参数的变化规律,在三维物性参数建模的基础上建立了不同频率下的三维Q值数据体。在此基础上开展了三维粘弹性介质波动方程正演模拟,分析了不同Q值变化规律在不同地震频带下对地震波吸收衰减特征的影响,讨论了地震波振幅随孔隙度和渗透率的变化规律。研究表明,品质因子Q直接受到地层固有性质和地震波的频带范围的影响,因此,在粘弹性介质波动方程正演模拟中应该充分考虑Q值与频率的关系,对精细表征地震波在实际介质中的吸收衰减特征具有重要理论意义和实际应用价值。