近年来,随着地震勘探程度的日益提高,勘探目标日趋复杂,这对于我们成像技术提出了巨大挑战,迫使地震成像技术朝着适应各向异性、速度变化剧烈及复杂储层等方向发展。基于双程波动方程的逆时偏移可以处理所有波型,没有角度限制,能够处理速度纵横向变化等情况,是精度较高的一种偏移成像技术。然而利用常规声波逆时偏移方法在处理各向异性深部储层的成像问题存在复杂波场难以准确归位,能量不收敛;成像剖面上低频噪音、深部成像振幅弱且有效能量难以识别等问题。这些问题极大制约RTM技术在深部储层勘探开发过程中广泛应用。针对这些问题,本文主要做了以下几个方面的工作:(1)利用优化的一阶交错网格差分算子实现了时间域声波有限差分数值模拟,为后续的逆时偏移奠定了基础。(2)研究了声波逆时偏移四种成像条件的优缺点及其特征,利用组合优化策略,将能量聚焦成像条件和振幅保真成像条件组合,提出了优化的振幅保真成像条件,并将其应用于复杂模型试算。(3)对比研究了四种qP波方程,从理论上分析了各自的优势及局限性,然后通过数值算例进行验证,综合四种方程的优缺点,重点研究了Xu等(2014,2015)提出的纯qP波方程和纯qP波椭圆分解方程,并利用纯qP波椭圆分解方程实现了复杂TI介质模型数值模拟。(4)利用纯qP波椭圆分解方程,采用优化的振幅保真成像条件,实现了TI介质qP波保幅逆时偏移。