波动方程叠前深度偏移成像技术是高精度高分辨率地震勘探技术的重要组成部分,主要解决具有复杂地质结构及强横向速度变化的地质体精确成像问题。相对于其他偏移方法(叠前时间偏移、叠后时间或深度偏移等),波动方程叠前深度偏移通过直接求解波动方程的数值解来进行波场延拓,在深度域叠加成像得到地下介质的深度剖面,对于构造复杂、横向速度变化剧烈的地下结构有着很好的适应性,通常能够得到较为精细的地下成像。论文详细梳理了波动方程偏移技术的发展历史及现状,介绍了偏移成像技术基本原理(偏移原理、成像原理和成像条件)。在频率波数域波场延拓(相移延拓)的基础上,利用波场分裂思想导出了裂步傅里叶算子、傅里叶有限差分算子以及广义屏算子,并在炮域实现了各算子叠前深度偏移成像。在编程实现偏移算法的过程中,分析处理了边界、数值频散、算法稳定性等关键问题,通过多种模型测试(水平模型、曲面模型、透镜体模型、Marmousi模型),验证了波动方程叠前深度偏移理论的正确性和可行性,总结了裂步傅里叶算法、傅里叶有限差分算法以及广义屏算法在理论模型偏移成像中的优缺点以及影响偏移效果的关键因素,为偏移质量控制提供了一定的参考。