非均质储层,如砂砾岩扇体、古潜山等,其具有岩性和物性变化快等特点,沉积期次划分和储层分布特征是目前油田勘探开发中的难点。常规的地震频谱成像方法虽然能够解决砂砾岩体大尺度期次划分,但其分辨率有限,需要更为精细的时频谱分析方法解决小尺度期次划分。非均质储层中天然裂缝是其主要的产能影响因素,如何利用地震资料进行裂缝预测是解决有效储层预测的关键技术之一,因此有必要开展提高裂缝预测精度的表征方法研究。在本文中,针对薄互层较小时窗内地震信号谱分析特点,开展了基于约束最小二乘谱反演算法研究,获得了在时间域和频率域均有较高的分辨率时频谱成像,提高了薄互层识别和预测的能力。并在三维地震数据体纵横测线方向倾角扫描的基础上,开展了保持边缘特征边缘检测算法研究,获得了不受地层倾角影响的边缘检测属性以更好地揭示地下地质体异常边界。以及在三维地震数据体自动倾角扫描的基础上,利用倾角扫描数据进行二维曲面分析,开展了二元二次拟合方程二维曲面拟合方法研究,通过得到的各种不同定义的曲率属性,开展了地层弯曲识别、地层不连续性以及裂缝预测等方面的应用研究。研究针对非均质储层的特征,通过提高地震频谱成像分辨率、基于倾角扫描的边缘检测等特色地震属性表征方法研究,有效获取了地震数据体中有关裂缝发育、地层岩性、储层物性的信息,从而指导非均质储层的勘探开发,具有一定的应用价值。