时频分析技术是地震资料处理和分析的关键技术。地震信号作为典型的非平稳信号,通过时频分析进行处理,可以快速高效获取地下储层的相关信息,为后续地震资料的分析和解释提供参考和依据。本文以时频分析方法为基础,研究了时频分析在高精度地震资料处理重要环节中的应用。初至自动拾取是地震资料处理中基础且重要的工作,关系到静校正和近地表速度模型的建立等后续地震资料处理的成败。地震勘探正向全方位、高密度、多维多分量、高分辨率、高保真度方向发展,地震勘探数据量越来越大。研究适合于海量地震数据精确高效拾取初至的方法十分必要。本文提出了基于CEEMD的初至拾取自动方法和基于约束线的初至自动拾取方法,与常规方法相比,新方法处理流程简单、高效,能够提供精确的初至信息,特别是适用于海量数据处理。地层吸收效应造成了地震波能量衰减、分辨率降低,反Q滤波能够有效恢复衰减能量、提高分辨率。本文针对常规反Q滤波采用的增益函数不能对信噪比进行自适应的问题,提出了时空变自适应反Q滤波方法。该方法在增益函数中设置与地震资料局部信噪比有关的具有时空变特征的增益参数,根据信噪比对高频成分进行自适应补偿。时频分析结果显示该方法兼顾分辨率和信噪比,对实际资料的适应性较好,具有较好的应用效果。频谱分解方法能够揭示地震资料中隐藏的有价值信息。利用基于瞬时频率二阶局部估计的二阶同步压缩变换对地震信号进行谱分解,能够获得聚焦性好、清晰度高的时频分布,同时还能够进行信号分离和重构。该方法能够精细刻画地震属性、反映储层流体性质和储层地质特征,具有广阔的应用前景。多次波会引起地震资料中有效反射波的频率、振幅以及相位产生畸变,降低地震资料的信噪比,造成地震资料偏移、速度分析等后期处理的误差,影响中深层目标储层的预测精度,进而影响地震资料解释的准确性和可靠性。针对多次波特别是层间多次波的问题,本文提出了自适应Shearlet变换和高分辨率Radon变换相结合的层间多次波压制方法。该方法不仅能有效去除层间多次波,还能够提高地震资料的信噪比、保真度和分辨率,具有较好的应用效果和前景。