本文主要对基于波动理论的观测系统聚焦性评价方法进行了研究,聚焦性评价作为常规观测系统评价方法的补充,是一种局部性的、面向勘探目标的,定量化描述观测系统叠前偏移成像质量的评价方法。观测系统设计是地震勘探的重要前提。为了满足复杂探区的精细勘探要求,实现观测系统对局部勘探目标成像质量的准确预测,本文在前人研究工作的基础,开展基于波动理论的观测系统聚焦性计算方法的相关研究:一、研究了高阶交错网格的声波方程数值模拟,对边界、精度等相关问题进行详细分析。并对单程波外推与叠前深度偏移技术进行了相关研究。二、给出双聚焦评价原理、具体推导及实现方法,结合声波方程的数值模拟与傅里叶有限差分法实现了双聚焦束的准确计算。三、详细分析了排列长度、道间距、接收线距等基本观测系统参数对聚焦性的影响。四、对双聚焦算法中的计算部分进行分析,结合CUDA技术完成了并行优化,实现了较高的性能提升。五、通过LN工区与BZ29油田实例进行观测系统聚焦性的评价计算,分析了聚焦束分析结果与叠前偏移成像的关系。基于波动理论的双聚焦性评价更符合真实的地震波传播特征,能够实现更为准确的叠前成像质量预测。本文将高阶交错网格波动方程数值模拟与傅里叶有限差分技术结合,实现了双聚焦束的准确计算,并利用GPU并行技术对算法进行了并行优化处理,提高了算法的计算效率,为实际生产中采集设计提供了准确、高效的评价方法。