随着油气藏复杂性的增加，地震勘探的难度不断增大，需要对其技术不断地进行改进和提高以满足现代油气勘探开发的需求。叠加成像是地震数据处理中重要的技术手段，而利用常规的叠加方法已很难在复杂地区取得令人满意的处理结果，叠加技术成为制约地震资料处理水平提高的瓶颈之一。从20世纪80年代末开始，一些地球物理学家逐步发展了一类不依赖于宏观速度模型的多参数叠加方法，最具代表性的就是共反射面元（CRS）叠加。CRS叠加算子考虑了地下反射层的局部地质特征，叠加过程中将目标反射点邻域内共反射面元上所有反射点信息进行校正和叠加，显著提高了地震资料的品质。CRS叠加算子涉及多个叠加参数，为提高计算效率，在具体实现时采用多级优化的策略，然而常用的参数搜索算法并未考虑叠加剖面中存在的同相轴相交的情况，即同一ZO位置处存在多个贡献同相轴。针对实现过程中的全局最优化问题建立了扩展的参数搜索策略，通过引入相干阈值的方法求得目标成像点处的全局和局部最大值，有效解决了多个同相轴相交的情况。CRS叠加过程中可以得到反映地下信息的运动学波场属性剖面，利用这些参数可以做进一步的研究。利用叠加参数可以得到深度成像点在时间域对应的投影第一菲涅尔带的范围，将其作为最优的叠加孔径，可有效地提高叠加剖面的振幅和横向分辨率，并且建立了以波场属性为参数的阈值公式，可以在叠加剖面中有效地将绕射波信息进行分离，为后续的处理步骤比如基于绕射波的速度模型建立和偏移成像提供输入数据。共偏移距共反射面元（CO CRS）叠加作为ZO CRS叠加方法的扩展，其叠加算子的有效范围更大，可以充分利用大炮检距信息对复杂地下构造进行叠加成像，并且选取的中心射线为任意非零偏移距的射线，故可以处理地震数据中转换波信息。二维CO CRS叠加算子涉及五个叠加参数，针对计算量大的问题，建立了参数分步搜索策略的处理流程，大大缩短了计算时间。针对品质较低的地震数据，提出了部分CO CRS叠加技术，建立了具体实现的算法步骤，部分CRS叠加处理后的道集中反射同相轴更有利于识别和追踪，提高了整体成像质量，在模型试算和实际资料处理中见到了明显地效果。利用多参数叠加技术处理地震数据的质量主要取决于叠加算子对旅行时描述的精确性。双曲型CRS叠加算子在CMP道集中简化为NMO双曲线，由于没有考虑反射界面的曲率，只有当上覆介质均匀且反射层为平层时，NMO双曲校正公式才是准确的。最直接的解决方案就是假定地下的反射界面为圆弧形，圆弧界面上的反射点可仅由反射角所确定，推导了以反射角为参数的隐式旅行时公式，即递归叠加算子（RSO）。为与已建立的CRS叠加步骤相联系，利用运动学波场属性参数对该叠加算子进行了两种不同形式的参数化。数值试验表明，在地下反射界面曲率的整个变化范围内，无论是近似平反射层还是绕射层，RSO均非常精确，并在模型试算中获得了很好的处理效果。