时频分析作为一种新兴的信号处理方法，提供了从时间域到时间频率域的变换，能在特定时刻指示信号在瞬时频率附近的能量聚集情况。随着地震属性分析技术的发展，被用于地震资料解释的地震属性越来越多，但瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位等传统时频属性依然是计算和研究的基础，其他属性都是与之相联系的，因此本文以时频属性分析作为研究的切入点，在系统学习时频分析的概念、性质等的基础上，对各种时频分析方法进行详细研究，并通过对比各种方法的特点，结合具体的地质任务和地震资料特点选取合理的时频分析方法，提取精确的地震时频属性，并将其用于地震资料解释，进行储层含油气行预测。本文首先研究了几种时频分析方法的基本理论，主要有短时傅里叶变换、小波变换、S变换、Wigner分布及自适应核时频分析，根据理论研究将各方法编程进行数值实现，对各种方法的效果进行了对比总结。短时傅里叶变换的分辨率是固定的，但计算简单；小波变换具有多分辨率分析的特点，但由于小波基函数的多解性，在分析信号时易发生信息泄露；S变换吸收了短时傅里叶变换和小波变换的优点，是相对较好的线性时频表示方法；Wigner分布具有较好的时频聚焦度，但有严重的交叉项干扰，影响人们对信号的正确解释；自适应时频分析具有可比拟Wigner分布的时频局部化精度，且不受交叉项的干扰。其次在时频分析的基础上运用谱峰检测的方法提取了模拟信号的瞬时频率，自适应核时频分析具有较高的时间分辨率和频率分辨率，而且不受交叉项的影响，因而提取的频率值最为准确，单一频率分量对应的时间范围与信号该分量的延续时间吻合的也最好。建立泥岩楔形体地质模型，分别用基于S变换和自适应核时频分析的谱分解技术反演其地层厚度，得到了比较满意的效果。最后提取了实际地震资料的时频属性，根据时频属性的地质意义对实际资料进行分析，用谱分解技术对其进行解释，推测出有利的含油气储层，并用井资料进行了验证，时频属性在实际地震资料解释中的应用取得了较好的成效。