逆时偏移用双程波动方程对波场进行延拓,避免了对波动方程的近似,不对波动方程做分解,将波动方程的解直接应用到波场延拓中,因此无倾角的限制,原理上讲可以成像回转波、棱柱波等,并使多次反射波收敛聚焦,是目前最有效的地震叠前深度成像方法,但其计算量和算法局限性限制了它的实用性。本文介绍了逆时偏移的基本原理,利用高阶有限差分求解双程波动方程,推导了高阶有限差分波场延拓公式,并利用该公式实现了叠前逆时偏移。本文着重分析了逆时偏移成像方法的成像优势和计算瓶颈,研究了提高逆时偏移计算效率和改善成像效果的各种方法。针对逆时偏移庞大的计算量和存储量分析了相应的计算策略,同时结合并行算法对模型和实际资料数据进行了试算。通过模型数据试算测试了不同算法对计算效率的改进,并将逆时偏移结果与其他方法的成像结果做对比,证明了本文的高阶有限差分逆时偏移方法的有效性和成像复杂速度模型的优势。本文对逆时偏移可以使用的不同成像条件以及成像噪声去除方法进行了详细的分析,并对各种方法进行了测试,最后将得到的结果进行了对比分析,验证了其不同的性能和对成像结果的改善作用。随着地震勘探的不断发展,对成像方法提出了更高的要求,适应于山地起伏地表和复杂构造的逆时偏移成像方法会不断得到发展;鉴于宽方位角采集系统的广泛应用,各向异性逆时偏移也会不断发展并日趋成熟。