近年来，由于计算机技术的飞速发展以及对复杂构造油气藏成像要求的提高，逆时偏移因其不受地层倾角的限制并且具有较好的振幅保真性受到了学术界和工业界的重视，成为当前勘探地球物理的一个研究热点。虽然逆时偏移是精度较高的成像方法，但计算量大、存储量大以及低频噪声制约了逆时偏移的发展。针对逆时偏移方法的存储量问题，本文总结了目前比较常用的存储策略，在有效边界存储策略基础上，通过分析有限差分格式，重新定义了有效边界区域，给出了改进的有效边界存储策略，该策略可在不增加任何额外计算量的情况下有效地降低逆时偏移的存储量。利用Marmousi模型、SEG/EAGE盐丘模型测试，结果表明了改进的有效边界存储策略的有效性和实用性。低频噪声严重地影响了逆时偏移的成像质量，选择合适的低频噪声压制方法是进行逆时偏移时必然涉及到的一个重要方面。本文首先分析了逆时偏移中低频噪声的产生机制，并对各类低频噪声压制方法进行了分析和归类，总结各类方法的优缺点。利用Poynting矢量将全波场分解为上行波、下行波、左行波和右行波，实现了使用基于Poynting矢量的归一化波场分解互相关成像条件进行成像，以达到压制低频噪声的目的，提高成像精度。通过Mamousi模型以及SEG/EAGE模型试算，表明在波场传播的过程中利用Poynting矢量实现上行波、下行波、左行波和右行波分解的有效性，测试结果表明成像时使用基于Poynting矢量的归一化波场分解互相关成像条件可以更好的压制低频噪声，得到精度更高的逆时偏移成像结果。除上述的低频噪声之外，在逆时偏移成像结果中还存在一些其他类型的构造假象。本文针对逆时偏移可以准确成像的前提，即检波点反向传播波场与炮点正向传播波场在传播路径和时间等方面相同。分别对不同接收方向、不同排列长度以及不同道间距所接收的地震记录做反向外推，得到检波点反向传播波场，并与炮点正向传播波场进行对比，分析炮点正向传播波场与检波点反向传播波场存在差异的原因。通过对模型数据结果的分析得到：由于不能接收各个方位的地震数据，导致其在反向外推过程中产生了新的波场，使得逆时偏移成像结果中出现假象；此外，道间距对于逆时偏移成像的影响比排列长度对于逆时偏移的影响小。逆时偏移虽然有着提高复杂构造成像质量的优越性，但是方法本身对于速度的精度要求很高。共成像点道集是叠前深度偏移中很重要的输出道集，它可以为深度偏移处理提供速度信息。本文实现了在逆时偏移过程中提取角度域共成像点道集的方法，该方法通过Poynting矢量计算反射角，最后通过给定的成像条件直接得到角度域域共成像点道集。该方法额外的计算量和存储量较小，适合于偏移速度分析。通过简单模型试算验证了Poynting矢量提取角度域共成像点道集时角度的分选性，在SEG/EAGE二维盐丘模型上使用该方法进行角道集的提取，试算结果表明了该方法的有效性。