有限差分逆时偏移数值模拟方法是最常用的方法,包含丰富的地震信息,而且在算法是上容易实现。通常为了得到高精度模拟结果会减少采样网格间距,但是这会大大增加计算时间和需求的储存空间,降低了效率。本文从基于声波方程的高阶精度正演基础理论开始,详细研究推导了无插值的变网格逆时偏移数值模拟基本公式和推导过程,研究了数值频散,稳定性条件等问题。变网格逆时偏移方法实现中,通过应用完全匹配层边界条件,有效解决了在边界区域的边界反射问题。为了提高计算效率和减少储存空间,本文在前人研究的基础上,发展了变网格逆时偏移方法,该方法在变网格过渡带不需要应用插值算法,也不需要应用传统的平滑函数,有效改进了传统插值常规网格逆时偏移算法,与常规网格算法相比,本文研究的变网格逆时偏移算法,较好地节约了储存空间,在计算效率方面具有明显优势。为了验证本方法的准确性,设计了6个地质模型进行试算,试算的结果验证了算法对复杂地质情况的有效性和准确性。并且,在模型试算的基础上,本文从数值模拟精度、运算效率、储存需求等方面进行综合分析,结果表明与常规网格逆时偏移相比,本文研究的变网格逆时偏移成像方法在成像精度和计算效率方面有明显优势。