随着地震勘探工作不断深入,石油开发逐渐转向深层复杂介质岩性勘探。介质复杂性对地震数据采集、处理和解释都造成极大困难,尤其对复杂介质中物性参数信息的准确获取提出了更多挑战。为适应日渐复杂的油气勘探目标,选择更接近实际地层性质的粘声介质方程对地层速度与品质因子(Q值)进行全波形反演,对描述油气储层性质、落实勘探目标、深化地质认识具有重要理论研究意义和应用价值。论文首先介绍了频率域粘声介质正演模拟,推导了粘声介质波动方程,并从频散的角度对比三种不同的差分格式的优劣,最终选用最优化混合交错差分格式对波动方程进行离散化。随后,对相应的模型进行了试算,并与纯声波波场快照进行了对比,展现了粘声介质吸收衰减的特性。接下来本文针对频率域全波形反演的基本理论进行了介绍,包括收敛算法,模型更新,步长选择以及频率选择等理论。首先基于反演理论,给出了单参数反演的试算结果,无论是速度参数还是Q值在单参数反演中都得到理想的反演结果。在双参数反演之前,对速度与Q值相对于目标函数的敏感性进行了分析,速度的敏感性远大于Q值。随后对双参数联合反演进行了初步试算,速度反演的结果较为理想,但是Q值反演结果中存在伪影现象。为了改善双参数同时反演的效果,首先从收敛算法上进行优化。使用截断牛顿法对目标函数进行收敛,因为截断牛顿法相对于其他收敛算法能够得到更精确的Hessian算子,而精确的Hessian矩阵能够降低参数之间的耦合效应。接下来对截断牛顿法进行模型试算,证明其在单参数反演中能够在照明不足情况下更好的聚焦参数,在双参数联合反演中能够降低参数之间的耦合效应,改善伪影现象,得到更好的反演结果。为了进一步提高联合反演的效果,使用两步法反演策略,即先只反演速度,再同时反演速度和Q值。通过实验证明,两步法反演策略能够得到更好的Q值反演结果。最后为了提高反演的效率,针对频率域“多源”全波形反演,使用稀疏约束方法,能够在提高反演效率的同时降低串扰噪音对反演结果的影响。