对于构造复杂而速度简单的地质情况,叠前时间偏移能够实现地下构造的准确成像,非常适用于我国陆相沉积地层的精确成像。影响Kirchhoff积分类叠前时间偏移效果的关键参数主要包括振幅加权函数、反假频以及偏移孔径。其中偏移孔径作为成像边界的控制参数,完全依赖于地下介质信息,其选取的合理与否对地下介质的准确成像起关键性作用。传统的偏移孔径人工试验选取方法,主观性强,工作量大,严重制约着偏移的成像质量和成像效率。近年来,应用倾角道集扫描确定最优偏移孔径成为最具发展前景的方法之一,其优点在于2D倾角域反射波偏移响应呈向上开口的弧形,弧底位置指示成像点最优成像倾角,通过弧底扫描易于确定成像点最优成像倾角及稳相菲涅尔带(最优偏移孔径)。目前,该方法在扫描算法方面仍依赖于预先设定的判别阈值,需要预先反复试验进行优选设定,造成实际数据处理中的不便。因此,本文选取倾角域最优偏移孔径作为研究重点,力求建立起一套稳定、高效的最优孔径叠前时间偏移方法。本文基于地震波成像基本理论,由波场深度延拓相移公式、稳相点原理和Dix公式,推导波场时间延拓解析公式,引入反褶积成像条件建立稳相叠前时间偏移方法(简称稳相偏移方法)。在此基础上,通过在偏移过程中引入拉伸畸变因子和振幅加权系数,无畸变地建立高质量倾角道集。根据菲涅尔带原理,近似导出2D倾角域旅行时相关的第一菲涅尔带公式,以最佳叠加能量为判别准则,采用两步法对菲涅尔带影响因素成像倾角和地震波主频进行自动扫描,自适应地确定最优偏移孔径。最后通过分析选用输出道成像方式实现最优孔径偏移成像(称最优孔径偏移方法)。为验证本文偏移算法的有效性及稳定性,采用高阶有限差分正演模型数据和SEG开源实际数据分别进行算法试算和数据处理,实际数据时变孔径和最优孔径偏移结果局部对比和信噪比定量分析结果表明:最优孔径偏移剖面中偏移噪声得到明显压制,信噪比整体提高7.37dB,地质构造成像更加清晰。稳相偏移方法和最优孔径偏移方法运算耗时分析结果表明:最优孔径偏移方法的整体运算效率应当优于稳相偏移方法,或与其相当。