在高精度地震勘探中，精细叠加是其中重要的一个环节，而要做到精细叠加，要求获得精确的叠加速度。在三维地震勘探中，三维叠加速度的分布是随方位变化的，忽略这点而用旋转双曲面对时距曲面拟合进行动校正和速度分析在地层非水平的情况下会带来一定的误差。速度不正确，不仅会导致叠加振幅降低，还会导致波形发生畸变，影响叠加信号的质量；三维地震勘探一个很大的优点是包含的信息丰富，忽略叠加速度随方位角的变化也就忽略了有多有用的信息，使得三维地震勘探不能充分发挥作用。因此，建立正确的三维叠加速度场，对于精细地震勘探和获取地层参数信息都有重要意义。本文首先对采用单一速度对三维数据进行动校正和叠加得到的结果和带来的误差做了一些定性分析和定量的计算，主要考虑了对叠加信号和速度谱以及动校正速度误差和时间误差方面的影响，这些影响主要与排列接收方式以及地层的地质参数如倾角等有关，当排列越长、包含的方位越多以及当地层倾角较大时，采用单一速度进行处理得到的误差越大，最终的叠加信号质量也越差，说明了在以上情况下考虑叠加速度随方位变化的重要性。三维速度分析遇到的另一个问题是速度谱的分辨率问题，针对这种情况，本文将特征值速度分析方法应用到三维速度分析中，不仅提高了速度谱的分辨率，在抗噪性上也有一定的优势。三维叠加速度分布与三个参数有关，分别是均方根速度、倾角和倾向。本文主要介绍了两种方法求取这三个参数的值，第一种是扇形分区法，通过抽取三个以上的方位进行二维速度分析然后再求取参数值；第二种是三参数迭代扫描法，依次对均方根速度、倾角和倾向进行迭代计算求取参数值。这两种方法都能获得正确的参数值，并且迭代过程是收敛的，通过这三个参数值，最后建立随方位变化的叠加速度场。传统的叠加剖面是通过抽取cmp道集然后进行速度分析、动校正、叠加得到的，在地下构造复杂时会出现共反射点发散的情况，得到的不是真正的共反射点剖面。本文将椭圆展开法应用到了三维资料处理中，能直接对炮集记录处理的方法，得到的记录真正的共反射点记录，通过模型试算，表明该方法能获得很好的效果，将该方法应用到三维速度分析中时，得到的是与方位无关的均方根速度值。