地震勘探数据资料,特别是海上资料,包含丰富的多次波信息。多次波是地下反射层的多次反射,蕴含地下反射层的信息,并不绝对的只能当做噪音。相对于一次波,多次波的传播路径更长、照明区域更广,可以覆盖到一次波无法到达的阴影区域,多次波在地下传播反射角更小,垂直分辨率更高。因此转变常规将多次波作为噪音进行压制或去除的思路,开展多次波偏移成像方法研究,对于充分利用地震资料信息和提高地下构造的成像质量具有非常重要的研究意义。论文首先回顾了多次波的基础理论,然后通过有限差分数值模拟方法进行表层多次波正演模拟,为后文多次波成像方法研究提供数据基础。对于表层多次波成像方法研究,论文首先讨论2011年刘伊克提出的多次波逆时偏移方法,通过对多次波逆时偏移的原理可行性分析、照明范围分析以及模型的成像效果分析,可发现多次波逆时偏移在成像中的优势:具有更广的照明范围,特别是深部构造,能获得更准确更丰富的成像信息。然而预测多次波是费时的,并且预测出来的多次波与实际记录中的多次波记录在振幅、相位及时间上会存在差异,因此论文接下来讨论一种基于广义炮的一次波和多次波联合成像方法,该方法无需预测多次波,成像效果与多次波逆时偏移方法的效果相当。但是,该方法中震源脉冲子波的选取存在一定的问题,需要进行子波估计选择恰当的震源子波。逆时偏移技术在处理深部储层成像时还存在一些困难,诸如成像结果中低频噪音严重;只能够提供比较模糊的构造信息,无法精细成像;振幅不均衡,深部有效能量无法识别。另外,在多次波逆时偏移的过程中会产生串扰噪音;在多次波成像时,由于把炮记录当做是一个持续震荡的子波,分辨率会变差。为了解决以上在常规RTM和多次波RTM中的存在的问题,本文开展了基于最小二乘逆时偏移的多次波成像方法研究课题,模型试算结果表明,该方法能够有效压制低频噪音和串扰噪音,成像结果具有更高的分辨率和振幅保真度,可达到对储层高精度成像的目的。