在地球物理勘探中,储层的检测向来都是物探工作者面临的重大挑战。随机性和非平稳性是地震信号的最基本属性,时频分析是处理其最简单、最高效的方法。目前,时频分析已经普遍使用在地震相识别、岩性检测、油气检测以及提高地震资料分辨率等领域。然而,能否将地震资料中有用的隐藏信息准确可靠的表达出来是解决问题的关键所在。本论文首先基于传统的几种时频分析方法,如短时傅里叶变换、小波变换、魏格纳分布、平滑伪魏格纳分布和S变换等方法,在与其对比研究之上,介绍了反褶积短时傅里叶变换、改进窗函数的广义S变换以及基于此改进窗函数的反褶积广义S变换,依次对上述方法进行其基本原理和优缺点的讨论研究,结合典型信号的时频谱分析进行对比,获取更高效的高精度时频分析方法。形成一套具有质量好、分辨率高以及频率汇聚度良好的分析方法。本论文对碳酸盐岩储层展开了深入研究,针对实际地区独有特点,制定几组正演模拟,并总结了不同的地震响应特征与其速度、形状和大小等之间的对应关系。由于瞬时属性参数反映了大量的地层隐藏信息,本论文将上述高精度的时频分析方法应用于实际地震资料处理中,重点获取了地震资料的瞬时参数以及分频剖面,进行对比研究,获取最高效的分析方法。任何单一的方法都存在某些特定的缺陷,只有通过大量方法的有机结合才能对储层中流体进行更加准确的预测,完成储层定性与定量的研究描述。最后本文通过实际地震资料的应用研究,结合钻井数据取得了良好的效果,验证了方法的适用性与可靠性,为解决碳酸盐岩储层的检测与地震相的识别提供可靠的依据。