在地震勘探中,获得高分辨率的地震资料对油气藏的开发具有很重要的意义。反褶积是一种常用的地震资料处理方法,它通过压缩地震子波,提取反射系数序列,从而拓宽地震数据的频带,达到提高地震资料分辨率的目的。各类反褶积方法在使用时很多都有一定的限制条件,例如假设子波最小相位、已知子波、反射系数是稀疏的等。同态反褶积方法,可以适用于任何子波,也不需要提前已知子波,但是受噪声等影响时,同态反褶积方法求取的子波稳定性较差,反射系数与子波在同态域混叠情况较为严重。针对如何能在同态域上更好地分离子波与反射系数,获得高分辨率地震资料,提出在同态域进行变分模态分解的方法改进同态反褶积。首先介绍了零相位同态反褶积和统计法同态反褶积的方法原理,并说明了它们在实际处理中的应用缺陷。针对同态反褶积所存在的问题,提出了使用模态分解进行反射系数和子波分离的思路。论文详细介绍了各模态分解方法的原理,包括经验模态分解（EMD）、集合经验模态分解（EEMD）、互补集合经验模态分解（CEEMD）、变分模态分解（VMD）,并通过模拟信号验证了变分模态分解方法的优势。论文详细介绍了基于VMD的同态反褶积方法原理,通过理论模型数据对每一步骤进行了详细分析。为了验证此方法的适用性,通过混合相位子波、最小相位子波、时变子波分别合成地震记录并对单道记录添加不同强度的噪音进行实验,结果表明这种算法具有较好的抗噪能力,能够适应时变子波情况下的地震资料反褶积处理,是一种适用于任何子波的反褶积方法。进一步对实际资料处理分析表明,算法明显提高了地震资料的分辨率,验证了基于VMD的同态反褶积方法的适用性。论文进一步讨论了VMD处理中关键参数对处理效果的影响,并针对VMD存在的无法直接确定分解层数的问题,提出了利用各分量瞬时频率均值来确定分解层数的算法。基于VMD的同态反褶积方法通过使用VMD对地震记录的同态谱进行分解,达到了有效分离子波和反射系数序列的目的。在理论和实际资料的实验中均取得了较好的处理效果,是一种有效的提高分辨率的算法。