随着我国油田勘探开发难度增大,薄互层储层预测问题逐渐成为人们关注的热点问题。但由于薄互储层具有厚度薄、结构复杂、横向变化快、各向异性强等特点,导致预测难度非常大。对于薄互层的预测,根据其结构的特点分模式研究是个很好的思路。旋回性薄互层是薄互层中的一种常见模式,也是沉积地层中常见的一种地层组合。旋回性薄互层对应层序地层学中的沉积旋回,解决好旋回性薄互层预测问题不仅是层序地层学研究中的重要命题,而且对于破解一般性薄互层预测问题具有重要指导意义。旋回性薄互层的单元划分、定位、模式判别及横向追踪是沉积旋回研究中所要解决的主要问题。以往使用测井资料判别沉积旋回是实际工作中常用方法,其对井点处的沉积旋回单元划分准确,但对无井点处旋回单元横向展布预测受到限制。地震资料不受井点限制,利于旋回单元横向追踪研究。本文从地震数据出发,围绕沉积旋回判别工作中所关心的主要问题,建立不同沉积旋回地质模型,采用波动方程正演模拟方法模拟地震数据;分别展开了时频分析及时频分析后处理方法判别沉积旋回效果对比、时频分析方法判别沉积旋回的机理及影响因素分析、旋回单元界面横向追踪等几方面研究。得到以下结论:1、在几种时频分析处理方法中,仿射类时频分布不仅能有效压制Wigner-Ville时频分布的交叉项干扰,同时对随机噪声的随机频率能量也有很好的压制作用。仿射类时频分布方法通过对频谱进行平滑,模糊瞬时频谱变化细节,突出主要频率变化趋势,使得主频受小层厚度突变、反射系数突变、旋回单元组合方式变化的影响小,具有很好的稳定性,在四种时频分析方法中具有最好的沉积旋回判别能力。2、在几种时频分析后处理方法中,同步提取变换计算的时频谱能量聚焦性好,具有最高的时频分辨率,对沉积旋回主频变化趋势刻画能力强,能够有效提取薄层对应的高频弱信号分量,同时可以保证较好的噪声鲁棒性。当同步提取变换难以提取旋回单元顶界面薄层频率分量时,结合同步提取算子计算结果将提升沉积旋回判别准确性。3、在不考虑噪声、吸收衰减、子波滤波效应的前提下,影响旋回模式判别能力的主要因素为互层数及厚度变化梯度。此外,通过机理分析认识到,薄层与旋回性薄互层时频谱低频部分随层厚的变化具有统一性规律。这种统一性规律随厚度变化梯度的减小而减弱。4、根据旋回单元顶界面薄层对应同步提取变换频谱高频极值的特点,建立顶界面追踪方法;通过分析不同厚度旋回模型的时频特征讨论了方法的局限性;并结合同步提取算子计算结果在顶界面薄层位置具有窄带拱形的特征,提出一种人机交互的反馈调节方案,提升追踪结果的准确性。最后,通过理论旋回模型顶界面追踪实验证明了方法的可行性及实用性。