随着勘探程度的不断加深,石油工业对速度建模的精度以及成像质量的要求逐步提高。这也导致了许多新的问题,例如如何精确识别岩石和流体,裂缝的检测等等。随着现阶段计算机技术的不断发展与完善,我们可以实现前些年做不到的地震大数据计算。而弹性波矢量波场逆时偏移可以综合利用纵横波场信息,对地下空间进行清晰成像,且对于成像介质没有角度限制,可以对复杂构造进行更清晰的成像。所以对于弹性波的偏移成像研究就显得十分重要。弹性波逆时偏移中最重要的就是求解波动方程的算法,其直接影响成像的精度以及效率。而弹性波的成像的精度很大程度上还取决于弹性波场的分离效果。所以基于上述问题,本文做了以下工作。1、本文引进电力系统谐波分析中常用的余弦组合窗函数,并通过一种新的优化算法得到了改进的余弦组合窗函数从而得到优化后的有限差分算子。通过数值模拟可以得知,优化后的有限差分算子可以大大提高弹性波数值模拟精度,并在保持计算精度的前提下可以大幅提升数值模拟的计算速度,提升计算效率。2、接下来我们介绍了弹性波矢量波场的分离。其中重点介绍了均匀介质下的波场分离技术。对于各项同性介质的波场分离我们对比了传统赫姆霍兹方程分离方法与解耦方程分离方法的优劣。并介绍了各向异性介质下的波场分离策略。3、最后我们将优化的有限差分算子应用于解耦方程的矢量波场分离算法从而大幅提高了成像精度。数值测试表明基于新算法的逆时偏移的成像精度和清晰度得到了明显的提高。