AVO技术研究地震反射振幅随炮检距的变化,建立地震数据与地层信息的关系,由此来进行岩性识别和油气藏的探测。目前AVO技术的理论基础Zoeppritz方程基于完全弹性介质建立,而越来越多的研究表明,经过油气藏的地震波反射特征和地震波频率有密切的关系,并会呈现一定的规律。本文工作旨在将频率因素引入AVO分析,研究频散模型下AVO响应随频率的变化规律,并结合基于广义S变换的频谱分解技术,提高AVO技术对含气储层的识别能力。首先,文中对前人提出的不同Zoeppritz方程近似做出了详尽的介绍和分析,突出了不同学者的出发点。并对目前的AVO处理技术进行了简要归纳。总结了基于双相介质的地震波运动学机制,其中有Gassmann方程、Biot理论、BISQ模型、Chapman频散理论。然后基于Chapman频散模型,研究了地震波纵横波速随频率的变化关系,讨论了孔隙中流体体积模量、孔隙度、时间尺度等参数对地震纵横波速频散、衰减的影响；将频散引入至Zoeppritz方程中,研究了常见三种类型AVO的反射特征与地震波频率的关系,论述了分频AVO分析的理论依据。其次,介绍了常见的时频分析方法,特别地,在S变换中引入含有可调参数的基本小波,发展了广义S变换；推导了广义S变换的数值计算公式,给出了其频率域的离散形式。并且将短时傅立叶变换(STFT)、Morlet小波变换、Wigner-Ville时频分布(WVD)、S变换、广义S变换对单道模型的时频分析效果进行了对比。说明了广义S变换具有时频分辨率灵活,与傅立叶变换具有良好对应,计算量小等优点。并且采用广义S变换提取地震数据的单频剖面来检测流体。最后,文章将广义S变换频谱分解技术与分频AVO技术结合起来,用能量均衡后的振幅谱替代反射系数,给出了计算AVO分频属性和频散属性的公式与方法。并应用于第Ⅰ、Ⅲ类频散AVO模型和叠前实际地震数据。试算结果表明分频属性随频率变化规律与由频散AVO模型得出的结果一致,频散属性能够有效区分频散介质和弹性介质,可以为直接检测含气储层提供依据。