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时频谱分解技术是近年来发展起来的广泛用于油气储层解释的一种时频分析方法。随着油气的发现与开采难度的不断增大，需要对包括传统时频分析方法在内的各种方法进行创新，以提高地震资料解释的准确性。本文首先对常规的时频分析方法进行了详细的阐述，然后介绍了几种新型的时频分析方法，并对这些方法进行编程实现以及模型试算，最后提出了改进短时傅里叶变换的时频分辨率单一，以及最小二乘约束时频分析方法对各个分量参数不变的组合型时频分析方法。本文的研究工作主要包括以下内容：(1)常规地震信号时频分析方法。对常规时频分析方法：短时傅里叶变换、小波变换、Wigner-Ville分布及其改进、S变换变换以及广义S变换的来源及方法思想进行详细阐述，并分析其优缺点。(2)最小二乘约束下的时频分析方法。从傅里叶变换的基本理论出发，构造求解正弦基函数系数的方程。通过求解方程获得高分辨的时频谱，该方法能够消除短时傅里叶变换的截断效应，低频端的时间分辨率明显高于小波变换、S变换等加窗的时频分析方法。理论模型证明该方法在薄层识别方面分辨率高于常规的时频分析方法。(3)基于经验模态分解(EMD)及其改进算法——完全经验模态分解(EEMD)、完备集经验模态分解(CEEMD)的瞬时频率求取。EEMD解决了EMD易出现模态混叠现象的问题，但是其重构误差较大。CEEMD不仅能够消除EMD出现的模态混叠效应，同时能够几乎无损的重构原信号。基于CEEMD与希尔特变换的时频分析方法，能够获得高分辨的时频谱。(4)组合型时频分析方法。本文在分析短时傅里叶变换、约束最小二乘时频分析方法以及基于EMD的时频分析方法的优缺点的基础上，提出了组合型时频分析方法。组合型时频分析方法把短时傅里叶变换、最小二乘约束时频分析方法与EMD、EEMD、CEEMD进行组合，对不同的分量(固有模态函数)选用不同的时窗长度进行短时傅里叶变换或者不同的迭代次数以及窗长度进行最小二乘约束时频分析，从而使每个分量的时频聚焦性达到最好，最终获得高分辨率的时频谱。为获得高分辨的时频谱提供了一种新的思路。