VSP是一种井中观测系统，其原始数据通常是共炮点记录的形式，偏移时要对入射波场和反射波场同时处理，因此比地面观测数据的偏移更加复杂。地面地震资料可以假设爆炸反射界面模型，使波动方程简化为单程波方程，而VSP数据则不能作这样的简化。在地面观测条件下，偏移时采刚向下延拓的方法，其前提是水平排列的检波器在向下延拓的时候往往可以认为处于相同速度的介质中；而VSP观测条件下，检波器垂直排列，如果采用侧向延拓，则在VSP的检波器排列范围内速度多变，很多地面地震偏移的假设都不再适用。因此，进行VSP波场侧向延拓有很人的难度。而且对于VSP数据而言，检波器置于介质内部，更容易观测到从自由表面反射的多次波，以及各种转换波。所有这些，都是偏移VSP数据时必须考虑的，由此增加了其困难的程度。目前VSP数据偏移的效果一般不如地面地震剖面数据偏移效果那样明显，可能与此有关。 然而如果采用逆时偏移方法则可以适用于介质速度横向、纵向都变化，界面也可任意倾角的地下构造，以及同时能够将记录中的上行波和下行波正确归位，从而避免了上下行波场分离带米的误差。VSP逆时偏移同常规地面地震偏移成像一样，是利用所获得的地震记录重构地下界面的反射强度图，其实质也是将记录的波场返回到原来的空间位置上。 偏移的基础是波动方程的求解方法。在波动方程的数值解法中，有限差分法、有限元法刚得非常广泛。然而，有限元法计算量较大，有限差分法存在着精度和稳定性的问题。基于以上原因，本文采用任意差分精细积分法求解波动方程。所谓任意差分精细积分法，是指在求解波动方程的时候，首先对空间域采用任意差分的方法进行坐标离散化，从而建立起对于时间的常微分方程，然后对时间域的常微分方程采用精细积分的方法求解。任意差分精细积分法是一种求解偏微分方程的半解析方法，这类方法精度高、稳定性好。因此本文将这种方法运用到VSP数据偏移上，克服以往有限差分逆时偏移和克希霍夫偏移方法存在的缺点。 此次研究本文主要涉及到以下内容： 1．主要研究利用有限差分法进行VSP正演模拟的程序实现，以及初始条件的给定。 2．研究最短路径射线追踪方法计算成像时间。 3．对二维和三维情况下的波动方程，利用任意差分精细积分法推导其波场逆时外推 方程。 4．利用 VSF 数据和成像时间进行二维逆时偏移。 5．初步研究井地联合的逆时偏移方法，以及其实现过程。 通过以上内容的研究，获得了以下研究结论： 1．在利用最短路径射线追踪法求解成像时间的时候，适当增大搜索范围可以提高所求成像时间的精度。 2．通过理论推导和模型试验证明了，任意差分精细积分法VSP逆时偏移的正确性和可行性。 3．由于任意差分精细积分法在求解波动方程上，相对于同阶的有限差分方法精度更高，稳定性更强，因此该方法用在VSP偏移上具有很好的发展前景。 4．可以同时利用VSP利地面共炮点记录进行井地联合偏移成像，从而比利用单一VSP记录成像效果更好。 5．一维、二维和三维情况下的任意差分精细积分法波场外推公式具有相同的形式，因此方便编写通用的偏移程序。 本论文分五章。 第一章绪言部分介绍了有关的研究内容和研究意义。 第二章介绍了VSP有限差分正演模拟的基本理论，波场延拓公式的推导，初始条件的给定，吸收边界条什的计算，精度和稳定性分析。 第三章首先介绍了最短路径法求取成像时间的基本理论和实现方法，以及子波源周围波场搜索范围人小对最终结果的影响。然后介绍了VSP逆时偏移的基本理论，推导了二维和三维情况卜波场逆时外推公式，进行了精度和稳定性的分析。 第四章给出了模型偏移试验结果，最后进行了井地联合偏移试验。 第五章是本论文的最后一章，对本论文的有关研究工作做了系统的总结，并给出了进一步研究的有关建议。