目前，人们已经认识到三维VSP技术在解决油田开发过程中对储层进行精细成像和描述方面比利用现有常规技术更加有效，但由于各个方面的原因，国内VSP技术的开展比较落后，特别三维VSP技术研究方面相对缓慢，因此大力开展VSP技术研究，有利于该技术更好的为我国提高油田采收率服务。　　 三维VSP技术包括了三维VSP地震数据的采集、处理技术和解释技术，本文主要针对采集技术、处理技术进行了研究。采集技术中比较关键的内容就是观测系统的设计，观测系统设计的好坏直接影响到地震资料采集的质量，因此本文系统地研究了观测系统中炮点、检波点的布置方式，对观测系统设计中所涉及到的反射系数、入射角、观测面积、面元参数等属性进行了详细的研究。针对斜井三维VSP观测系统设计，通过数值模拟与分析，深入研究了炮点分布中心位置的确定、炮点缺失对覆盖范围和覆盖次数的影响、多井炮点和多井检波点的布置等问题。相应的研究成果在实际进行三维VSP观测系统设计中提供了宝贵的参考。VSP资料处理的关键技术有波场分离、VSP-CDP成像，本文对这两个方面进行了深入研究，研究和发展了变视慢度波场分离方法，以便能够更好地适应地下变速波场条件，更好地进行波场分离。应用基于非均匀介质模型的VSP-CDP成像技术，能够很好地克服目前常规成像方法所引起的浅层反射弯曲现象。地震波在地下的衰减程度对振幅的补偿和油气的识别有非常重要的意义，本文结合三维VSP波场正反演方法与Q值反演技术，研究了地震波场的衰减机制，并对实际资料进行了反演试算，得到了研究VSP资料地震衰减的切入点，以及地震衰减属性随深度的变化关系，在理论成果指导生产实践中发挥了重要的作用。　　 基于以上技术研究，开发了三维VSP地震观测系统设计软件和三维VSP地震资料处理软件，填补了国内VSP软件开发的空白。本文研究的三维VSP技术在SZXX-A油田、QKYY-B油田、A地区、B地区进行了成功应用，结果充分证明本文的研究成果具有重要的理论与应用价值，对海域以及国内其他油田VSP技术的发展和应用具有重要的参考价值。