地震谱分解技术利用时频分析方法刻画地震资料频率随时间的变化特征,用于提高地震解释的精度。随着我国陆上勘探难度的增加,以及对薄互层、河道砂、浊积体、滩坝砂、砂砾岩体等岩性圈闭勘探的进一步深入,常规谱分解方法无法满足对地震分辨率的要求。更重要的是,传统谱分解只能利用时频分析的振幅信息,缺乏有效利用相位信息的解释方法。相位信息是对薄层结构反应最灵敏的地震属性,基于相位特征进行地震资料分解,提取薄互层反射信息,能够有效提高地震资料薄互层解释精度,助力深层油气藏勘探开发。论文在剖析常用地震谱分析方法原理基础上,讨论了时间-频率-相位域地震信号的表述方法。基于多层介质中地震波传播理论推导了薄互层模型正演模拟公式,模拟了层状介质模型地震记录,分析了薄互层介质的地震反射波振幅、相位的时频特性。进而提出了基于时间-频率-相位的地震道表达公式,结合约束最小二乘反演谱分析方法,设计并实现了约束最小二乘地震道时间-频率-相位分解算法与相位域地震道重构算法。基于正演模型数据分析了相位域层状介质反射特征,为相位域薄层解释建立了基础。基于Matlab构建了地震信号相位分解与重构模块,对实际三维地震资料进行相位分解,获得分相位数据体。基于测井信息确定了目标层敏感性相位,优选了地震道相位分解与合成参数。基于相位数据的重构,得到反映薄互层空间展布的特定相位数据体,通过层位切片分析了薄互层地质目标的空间展布规律。本文研究形成的地震道时间-频率-相位域分解以及相位域地震道重构方法为地震资料的时频解释带来了新的手段。结合薄互层模型的分析,可以有效地获得反映目标层横向展布的敏感相位数据体,可在实践生产中进行推广和应用,有效地提高储层预测的精度。