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地震偏移成像技术目前大多采用叠前偏移的方法。在众多叠前偏移成像方法中，波动方程偏移成像方法被认为是解决复杂地质条件下最有效的成像方法。叠前逆时偏移成像方法是基于波动理论的一种深度域偏移方法。由于逆时偏移成像采用全波场波动方程，在波场外推中完全遵守全波波动方程。对波动方程中的微分项进行差分离散，没有倾角和偏移孔径的限制，能适应空间速度变化的情况，逆时偏移被认为是波动方程偏移中最精确的成像方法之一。开展垂直地震剖面(VSP)逆时偏移成像方法的研究，有利于为油气田的勘探开发提供更多的有用信息，具有很大的实用价值。
本论文从弹性波动方程出发，在系统地对逆时偏移方法的研究基础上，提出了应用于垂直地震剖面(VSP)的叠前逆时偏移算法。在此基础上通过对几种不同的且接近实际情况的理论模型进行试算，验证了垂直地震剖面(VSP)逆时偏移算法的有效性和准确性，并对偏移速度和偏移距大小两个关键参数对逆时偏移结果的影响做了研究和分析。
论文的主要研究内容如下:
(1)对垂直地震剖面(VSP)逆时偏移算法进行设计与系统的研究，并对反射波压制、边界条件和波场分离等关键方面进行了讨论;
(2)通过理论模型试算，验证了垂直地震剖面(VSP)逆时偏移算法的有效性和正确性;
(3)针对逆时偏移过程中的速度参数选择问题，讨论了当偏移速度存在误差时，速度误差对偏移成像结果的影响及其规律;
(4)针对逆时偏移过程中的偏移距选择问题，讨论了不同偏移距大小对偏移结果影响程度与规律。
本论文研究表明，逆时偏移是一种行之有效的叠前深度偏移方法，通过模型试算得到的逆时偏移结果，虽存在瑕疵但和实际模型比较一致，说明了该算法是正确可行的。关于偏移速度和偏移距大小的研究得出了偏移速度误差的增大会导致偏移结果的严重畸变，偏移距大小又决定了地质构造成像结果的规模大小的结论。实际生产过程中应根据需要合理选择偏移速度和偏移距大小。
本论文共分为五个章节，具体内容安排如下:
第一章绪论，主要从研究目的与意义、垂直地震剖面(VSP)原理、发展历程和现状以及偏移成像等方面进行了概述;
第二章逆时偏移，主要介绍了逆时偏移基本原理，并对成像条件和偏移噪声的压制做了研究和讨论;
第三章二维有偏VSP数值模拟，主要介绍了交错网格高阶有限差分方法，讨论了该法的关键性因素，并设计出了四个模型进行二维有偏垂直地震剖面(2D Walkaway VSP)正演数值模拟;
第四章二维有偏VSP逆时偏移，讨论了波场分离的方法，进行了分离效果分析，对设计的四个模型做了逆时偏移成像算法实现，并对偏移速度和偏移距大小两个参数的选择对逆时偏移结果的影响分别做了研究;
第五章结论与建议，总结了论文的研究工作和成果，并提出了下一步研究工作建议。