近几年,OBS(海底地震仪)勘探技术得到了较大的发展和完善。在海上多分量勘探中,OBS在勘探海底天然气水合物上有着非常明显的效果。OBS勘探海底天然气水合物由于其独特的布设方式使其能够采集到转换S波,从而能够获得更多地下信息,利用P波和转换S波速度曲线(速度谱)的差别来验证海底是否蕴含天然气水合物。由于海流的存在使仪器在布设下沉过程中可能发生漂移,导致获得的仪器位置不精确,所以要校正这些值,就必须先弄清楚OBS的位置。OBS的四分量数据为:一个垂直分量,两个水平分量,它们相互垂直和一个水听器。OBS采集数据为共接收点数据,即炮点沿测线移动而检波点不动,这就导致同一采集系统中道与道之间不具有一致的振幅和极化方向,从而道与道之间振幅能量不一致,这一问题解决是通过水平分量旋转完成的;地震射线非垂直地表出射,使纵波和横波产生能量分解,进而各个分量记录的地震数据都不是纯数据。这就需要对三分量数据进行波场分离,从而得到纯的P波和SV波。水平分量旋转和波场分离的研究就是为得到准确的P波和PS波速度谱准备数据基础。本文对OBS的布设方式,数据采集,数据处理和勘探天然气水合物原理思想进行了简单介绍。通过对多波多分量处理方法的学习研究,构建出OBS数据处理的流程和具体方法。数据处理过程中OBS海底定位,OBS水平分量旋转,OBS波场分离-极化滤波法进行了详细研究,并通过建模试验,实际数据应用等对相关理论方法进行了验证,结果显示这些方法能够很好的完成相应的处理环节,得到很好的处理效果。