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油气勘探已经进入了复杂构造和岩性勘探阶段，岩性勘探的一个重要内容是利用叠前数据研究地下介质的速度和弹性参数的变化，借以进行储层预测和流体反演。叠前参数反演需要正确计算地震波在成像的位置处的角度和振幅，将计算所得的道集以角度为参数排列，称为角度域共成像点道集，简称角道集。角道集是叠前参数反演最重要的输入数据之一，振幅和角度相对保真的角道集是叠前参数反演正确与否的关键所在。海相碳酸盐岩缝洞型油气藏一直是全球油气勘探开发的重点，但由于缝洞型碳酸盐岩储层比碎屑岩储层具有更低的孔渗、更强的各向异性和非均质性，其研究方法也与碎屑岩储层存在较大差异，大大增加了油气勘探的难度。在裂缝、溶洞等复杂构造地区，传统的反射波勘探法不能正确的描述复杂的地震波波场，应用地震波散射理论正确的对裂缝、溶洞等非均匀地质体成像是地震勘探的热点问题。青藏高原的隆升对其周边地区，特别是对塔里木盆地的后期改造作用具有深远影响。塔里木盆地是中国西北部重要的盆山构造体系。塔里木盆地内特殊的串珠状储层构造是塔里木盆地油气藏特性之一，成为构造油气藏的重要标志；盆地内岩性识别是油气藏精细描述的的重要手段，为高效开采提供有利的物理参数。Kirchhoff叠前时间偏移由于其灵活性和高效性，且速度建模容易，目前在生产中被广泛应用。本文在Kirchhoff叠前时间偏移研究基础上开展了如下工作：(1) 实现了叠前时间偏移角道集的提取，为叠前参数反演提供输入数据。(2) 发展了VTI介质的各向异性叠前时间偏移及其角道集提取，由于考虑了各向异性影响，角道集角度计算更为准确，其AVA分析也更可靠。(3) 提出一种利用地层倾角信息进行散射波叠前时间偏移的方法：在叠前时间偏移过程中，通过压制反射波突出散射波，使得能够反映小尺度非均匀地质体的散射波在成像中显现出来，从而标识非均匀地质体为石油勘探服务。(4) 针对塔里木地区数据进行了角度域叠前时间偏移成像和散射波叠前时间偏移成像。