随着井下接收设备的进步，大阵列3D3C-VSP 勘探方法已经成为VSP 发展的必然趋势。大阵列3D3C VSP 观测可以得到丰富的地震波场信息，而从原始信息中提取出有用的信息对油气勘探开发至关重要，如何保幅和保真是大阵列3D3C-VSP 资料进行波场分离一个值得探讨的课题。本文根据多级多分量VSP 资料地震波偏振特性和视速度特性，提出在炮集时间域采用矢量合成与去除下行波相结合的实现波场分离：首先，统计求出每个接收点水平检波器的方位角，矢量合成水平分量X；然后，Z 分量与X 分量通过极化旋转得到P 分量和R 分量；P 分量去除下行纵波和下行转换横波，R 分量去除下行转换横波和开窗去除下行横波；P、R 分量反极化旋转为Z、X 分量；射线追踪计算各层反射波的出射角，并利用出射角进行时变极化旋转得到P-P 波和P-SV 波。通过实际资料处理结果来看，本方法得到两个上行波场，并且波场具有很好的保幅优点，说明了本方法的有效性和可行性。