本文针对叠前深度偏移存在的缺点：层状速度建模困难和计算效率低，从单程波方程和稳相点原理出发，给出单道数据成像时地震波走时和振幅的解析公式，采用输入道的成像方式和基于深度偏移反褶积成像条件，构建了基于波动方程的叠前时间偏移框架。发展了自适应确定时变孔径的方法和“保幅”的成像算法，通过控制脉冲响应模拟成像构造的最大倾斜角度可实现时变偏移孔径。这一方法可在保证对构造充分成像的前提下，减少偏移的计算量，且可较好地压制偏移噪音，提高成像剖面的信噪比。采用深度偏移的反褶积成像条件得到的权系数来计算偏移幅值，能在成像过程中实现补偿部分地震波传播的扩散效应，恢复深层的能量，达到保幅的作用。本文采用了表驱动策略，避免偏移过程中对走时、振幅等的重复计算，提高了成像算法的计算效率。在三维地震资料预处理阶段，针对区块内能量差异，采用球面扩散补偿、地表一致性振幅补偿和剩余振幅补偿技术相结合的方法较好地解决了能量的纵向补偿及横向均衡问题；采用地表层析静校正与微测井静校正的联合使用解决了野外静校正问题；速度分析与剩余静校正的多次迭代，消除了剩余静校正量的影响，在偏移过程中确定准确的叠加速度场。实际资料处理结果表明，本文处理流程设计合理，参数选用适当，成像剖面上波形自然，波组特征明显，层间信息丰富，断点、断面清晰可靠，信噪比得到明显改善，成像分辨率得到了提高，这为区域性地质规律的统一认识奠定的技术基础。