在反射地震油气勘探研究领域，勘探目标的日趋复杂促进了地震叠前深度偏移成像方法的研究快速发展。近年来，虽然地震叠前深度偏移在油气勘探行业得到了广泛应用，但是偏移成像精度的提高仍然是需要深入研究的课题。提高叠前深度偏移的精度可以从多方面展开研究，例如完善地震数据采集方式，提高偏移速度建模精度，改进偏移成像算法，增强噪声去除效果等。本文的研究工作主要落在提高偏移速度建模精度和改进偏移算法两个方面。　　本文首先基于角度域共成像点道集，研究了剩余偏移深度与剩余偏移速度之间的关系，改进了常规基于偏移距域的深度域速度建模流程。角度域共成像点道集(Angle Domain Common Image Gathers)反应了地震反射波振幅随入射角度的变化。提取ADCIG的过程就是将多次覆盖的地震数据从偏移距域转化为入射角度域的过程。波动方程偏移得到的ADCIG被证明是没有假象的道集，这是它区别于其它道集的最大优势，也是目前被认为最为合理的共成像点道集的主要原因。在偏移速度分析过程中，本文把角度域共成像点道集的剩余深度作为目标函数，剩余速度作为自变量，推导了剩余深度与剩余速度的关系式以及目标函数的梯度公式。通过理论分析和模型试算证明这个公式可以使初始速度模型很好的收敛，通过分析发现了初始速度模型的误差具有方向敏感性，分析了偏移速度正误差较负误差更为敏感的原因，并且把这个结论合理应用到深度域速度建模当中，提高了计算效率和建模精度。　　本文在深度域偏移速度建模研究的基础上，提出了无需预测多次波的傅里叶有限差分多次波（Multiple Fourier Finite Difference）成像方法，提高了常规一次波偏移的照明度与照明范围，最终提高了复杂区域偏移成像的效果。单程波偏移已经成为地震勘探中广泛应用的地下构造精确成像的手段。它相对于克希霍夫积分偏移有更精细的成像效果，相对于逆时偏移有更高效的计算效率，所以这种方法深受地球物理学家的喜爱。常规的单程波偏移仅仅利用了一次波信息，把自由表面多次波视为噪音除去。但是在多次波中也包含了大量的地下构造信息，应该充分利用到成像中来。事实上，已经有不少成像方法试图利用多次波信息，但是大部分方法都需要对多次波进行预测。我们提出了一种不需要预测多次波的单程波计算方法，这种方法同时利用了一次波和多次波信息。模型数据和实际资料试算证明，这种方法可以对更大范围的地下构造成像，而且具有比常规的一次波偏移更好的照明度与照明范围。本文提出的这种策略易于实现并且避免了预测多次波这一繁杂的步骤，对于复杂地下构造成像有着重大的意义。