薄互层正演模拟作为地震资料应用研究中重要的组成部分,对典型油气藏类型地震响应特征的研究具有重要意义,它是实现地质资料和地震资料联合应用的桥梁,是降低薄互层反演不确定性和多解性的有效手段。但目前薄互层正演模拟研究多是建立在地层为弹性介质基础上的,没有考虑地层黏性吸收的影响,忽略了地震资料的时变特性和频散特性,这对薄互层时频响应特征有着重要影响,同时也给薄互层反演、属性分析、储层预测带来众多不确定性,有必要加以深入研究。基于上述考虑,本文引入品质因子描述地层黏性吸收作用,建立复速度场,推导了黏性介质相移法波场延拓公式。分别建立了不同互层数、不同单层厚度的黏性介质等厚薄互层地质模型和不同互层数、不同厚度变化梯度的厚度有序递变薄互层地质模型;对于砂岩、泥岩分别赋予3种不同的品质因子借以描述地层的弱、中、强吸收特性,建立对应薄互层的数值模型;基于波场延拓理论,利用黏性介质深度域相移法完成上述数值模型的波动方程正演模拟,获取薄互层反射单炮记录;从炮记录中抽取零偏移距地震道,采用仿射变换获取其时频谱;针对黏性介质等厚薄互层,分别考察时域振幅、时域波形,波形视时间厚度等时域特征参数以及峰值频率、峰值振幅、陷频频率等频域特征参数随地层黏性和互层数的变化规律;针对黏性介质厚度递变型薄互层,分别考察时域波形特征、时频谱分布随地层黏性、互层数、厚度变化梯度的变化规律。研究结果表明:随着地层品质因子的减小,地层的黏性吸收作用增强,薄互层反射复合波的时域振幅减小,波形圆滑、变胖,伴随有一定的时移;导致薄互层分辨率降低,薄互层界面位置出现偏差,依据反射波振幅预测薄互层厚度方法出现较大的误差。频域方面,随着地层黏性吸收作用增强,薄互层频域高频能量损失,频带变窄,频谱能量分布整体向低频方向移动;导致薄互层分辨率降低,依据峰值频率预测薄互层厚度方法出现误差。对于等厚薄互层,当地层互层数、单层厚度较大时,高频端峰值频率和视时间总厚度受地层黏性影响小,具有一定的稳定性,可利用高频端峰值频率预测单层厚度,利用视时间总厚度预测薄互层实际厚度。当薄互层单层厚度小于1/8波长时,第一陷频频率受Q值的影响很小,具有很强的稳定性,可以利用第一陷频频率定量预测薄单层厚度。对于厚度递变型薄互层,其“薄升厚降”的时频变化规律不受地层黏性吸收的影响,黏性吸收大小只是影响振幅相对关系,时频图显示范围和频带宽度,即薄互层厚度调控机理不受地层黏性的影响,这对后续的薄互层识别与储层预测具有重要理论指导意义。