当前石油工业的勘探技术发展方向主要是复杂构造的偏移成像。叠前深度偏移方法的诸多优点使其成为解决复杂构造成像的一种必然选择。叠前深度偏移只有在精确的速度模型的前提下才能正确成像。克希霍夫积分偏移由于具有灵活的成像目标选择能力,对不规则采集数据的适用能力,较快的计算速度,可以接受的成像效果,一直在该领域占有主要地位。尤其是能够方便地生成CRP道集,这为偏移速度分析提供了方便。偏移速度分析是三维叠前深度偏移的核心技术,目前仍处于研究发展阶段,没有成形的方法可以直接应用。本论文根据Deregowski循环,利用叠前深度域地震成像对速度模型变化的敏感性,逐次逼近最佳成像速度,快捷有效地建立三维叠前深度偏移深度域速度模型。使用一种全局优化方法——沿层层析成像同时修改深度域速度值和深度值。通过对实际三维地震资料和模拟地震数据的处理,建立了较高精度的速度-深度模型,得到较好的深度成像效果。通过一个二维模型的例子和对实际三维地震资料的叠前深度偏移处理,表明叠前深度偏移是复杂构造和速度剧烈变化条件下的最佳成像手段,检验了沿层层析的法建立速度模型的精度,分析了深度剩余延迟谱的干扰因素并总结了何进行正确拾取。得到一个偏移孔径对偏移成像影响的明显例子。这些对于地震处理人员有借鉴意义。