基于标量波理论的声波叠前逆时深度偏移技术在以往的能源开发过程中发挥了重要作用,但由于其理论上的局限与波场信息的单一等缺陷,对复杂油气藏的成像难以得到满意的效果,并且得到的振幅不具有保真性,很难用于后期的叠前反演工作。近年来,以矢量波动理论为基础的弹性波叠前逆时深度偏移技术引起了业界的广泛重视,同声波逆时偏移技术相比,弹性波逆时偏移可以同时处理多分量的地震记录,与实际情况更为接近,同时多分量联合成像,解决实际问题的能力更强,更有利于实现某些特殊目标的精确勘探与高精度勘探的目标。本文首先研究了弹性波逆时偏移的基本技术,并主要针对其三个关键技术进行了研究,包括：(1)弹性波逆时偏移角度域共成像点道集的提取：(2)弹性波逆时偏移纵、横波的子波拉伸校正；(3)弹性波逆时偏移后的纵、横波的振幅校正。首先,本文从一阶速度-应力弹性波方程出发,推导其用于波场正向延拓与逆时延拓的交错网格空间的高阶有限差分格式,利用混合吸收边界条件压制边界的伪反射。在震源波场正向延拓和接收点波场逆对延拓过程中实现纵、横波的解耦和三维矢量横波的标量化处理,再选择合适的成像条件对纵、横波分量独立成像。同时研究了拉普拉斯滤波算法压制逆时偏移层问反射噪音,提高成像精度；并针对常规逆时偏移存在的巨大存储和I/O需要的问题,采用有效边界存储策略重构震源波场,大大的减少逆时偏移的存储量并节约I/O时间。将偏移后的炮域偏移距道集转换为角度域共成像道集(ADCIGs)可以为叠前反演提供输入数据,并且ADCIGs是理论上没有假象的叠前反演道集,是目前公认的精度最高的叠前反演道集。本文研究了基于逆时偏移的弹性波ADCIGs的提取方法,依据震源纵波波场的传播角、构造的局部地层倾角之差得到震源纵波入射角,在下行波场最大振幅时间,计算解耦后的下行纵波的振幅梯度或相位梯度得到震源纵波波场的传播角,再利用偏移叠加剖面的复波数得到局部地层倾角,由此可以计算出每一炮每个网格点的入射角,最后对共炮点偏移道集按入射角重新排列得到纵、横波的ADCIGs。文中利用水平层状介质模型、倾斜层状介质模型、Marmousi-Ⅱ部分模型和两个工区的实测资料验证了算法的有效性。逆时偏移的子波拉伸效应是指偏移后纵横波在垂向(深度)上的子波延续长度和频率随地震波速度、地层倾角和反射角的变化而变化。本文主要研究弹性波逆时偏移中的纵、横波子波拉伸效应与校正方法。通过提取弹性波延拓过程中各成像点在成像时刻的震源波场和接收点波场的地震子波,以不改变成像结果的振幅与相位为前提,在波场延拓后、应用成像条件前对纵横波进行子波压缩处理,提高逆时偏移后纵横波的垂向分辨率与振幅保真性。弹性波逆时偏移的振幅校正的目的是输出符合Zoeppritz方程假设的偏移结果,使之可以用于后续的叠前反演工作。本文首先分析了弹性波逆时偏移过程中的能量损失,在完全弹性介质假设下,逆时偏移会产生几何扩散效应和透射能量损失。当利用双程波方程进行波场正向延拓和逆时延拓,选用震源归一类型的成像条件,并具有足够记录孔径时,几何扩散效应及其补偿自动包含在逆时偏移算法中。透射损失的补偿是依据射线追踪得到成像点的传播路径,确定其透射损失产生的位置与对应的入射角,结合背景速度得到对应的透射系数,在成像结果上直接进行振幅校正。