我国南海深水区油气勘探面临着复杂地质条件的影响,复杂的海底地貌和地质构造在一定程度上影响了下伏地层的成像品质。针对南海深水区复杂的海底地貌特征,在实验室中建立了典型的物理模型。对于不同水深、是否存在海底淤泥和划痕、不同方向采集以及不同的偏移成像方法等因素进行了地震物理模拟和对比分析,进一步对采集方向的影响通过野外采集试验进行了验证。通过对比分析发现,剧烈起伏的海底地形严重影响下伏地层的成像;随着海水深度的增大,绕射增强,地震资料的成像品质变差;海底淤泥和划痕对下伏地层成像具有一定的影响;对于陡坡海底及其下伏断层和陡倾角地层的成像,沿下倾方向采集的资料成像效果优于上倾方向。通过物理模拟分析,能够更好地认识深水地震勘探中复杂地质条件对地震成像的影响,指导深水区的地震勘探工作。