随着地震勘探的深入,逐渐面临如何解决复杂构造成像的问题,尤其是深层复杂成像问题。波动方程叠前深度偏移是复杂构造成像的最有效手段,它不仅能解决陡倾角反射层的成像问题,还能处理横向变速介质中的波的传播和成像问题。同时由于地下介质的吸收作用,使得深层资料的反射波振幅严重衰减,而目前普遍使用的波动方程偏移方法,在波场延拓过程只保证了相位的正确性,而忽略了地震波场传播因素对反射振幅的影响,所以进行深层保幅处理的理论和方法的研究是很有意义的。本文首先在共炮点道集中,利用波动方程单平方根算子将激发波场和记录波场分别向下延拓,根据互相关成像条件叠加求和,从而得到整个成像剖面。通过对深层复杂模型和实际资料的测试表明,波动方程叠前深度偏移对深层复杂地质体的构造成像有较好的效果。其次,通过对三维不均匀介质中的波动方程,进行波场保幅偏移算子分解,得到用于真振幅偏移的单程波方程。经过数学推导,分别得到了分步傅立叶法、傅立叶有限差分法和频率空间域有限差分法的保幅偏移算子方程,并通过改变边界条件和成像条件对几何扩散损失和透射效应对振幅的影响进行补偿。通过理论模型和实际资料试算表明,该方法不但能够有效补偿深层地震反射能量,改善偏移成像结果质量;而且可以输出正确反映地下反射的振幅信息,为后续的地震属性分析提供了可靠的岩性参数和储层信息。