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地震勘探技术作为发现油气藏的重要手段,一直以来是地球物理学中的研究重点。随着地震勘探技术的发展,勘探目标已由构造油气藏转向岩性油气藏,这也对地震勘探技术的要求越来越高。而地震成像技术,作为地震勘探技术中的重要一环,也有了长足的发展和进步。简单来说,地震成像技术已从过去的叠加成像、偏移成像发展到了如今的反演成像。其中,线性反演成像,又被称为最小二乘偏移成像,是为了适应地震勘探对成像精度和保幅性要求的日益提高而提出来的。最小二乘偏移将成像问题看作是基于最小平方误差泛函下的逆问题进行求解,改善了常规偏移模糊成像的问题,能够满足岩性成像的要求。对于最小二乘偏移成像,最重要的一步就是基于Born近似构建偏移和反偏移算子。而常规的射线类、单程波和双程波类偏移反偏移算子都可以应用到最小二乘成像框架下。本文采用的是较为简单的Kirchhoff偏移反偏移算子,这是因为Kirchhoff偏移具有适应性强,计算速度快等特点。针对较为简单的介质和构造,应用双平方根方程计算走时,推导了Kirchhoff时间偏移和反偏移算子,并用共轭梯度法实现了数据域的最小二乘Kirchhoff时间偏移。该方法有利于提高地层分辨率和恢复真振幅信息,可以为AVO或者AVA分析提供真实可靠的振幅信息;针对较为复杂的介质和速度模型,应用射线追踪计算走时,并推导了Kirchhoff深度偏移和反偏移算子,从而实现了最小二乘Kirchhoff深度偏移。这为处理含有复杂地下介质和构造的地区的数据提供了一个非常好的解决方法。另外,本文通过几个模型的试算以及一个实际资料的试处理,验证了最小二乘Kirchhoff时间和深度偏移方法的正确性、有效性和一定的实用性,并得出以下结论:(1)针对最小二乘Kirchhoff时间偏移,很好地说明了其压制偏移噪音,均衡振幅,提高分辨率方面的效果;(2)针对最小二乘Kirchhoff深度偏移,随着迭代次数的增加,成像结果能够逐渐逼近真实反射率,并提高了垂向和横向保幅性,尤其对于深部反射能量的补偿更为明显,而且还提高了对局部构造特征的刻画,这对油气勘探中复杂油气藏的识别和确定具有重要意义。