我国西部、南部勘探区域其“地表勘探条件复杂、地下地质构造复杂”的“双复杂”特点,增加了该区域勘查工作的难度。由于常规矩形网格剖分模式难以准确贴合地表形态,容易引入额外的计算误差。在现有技术基础上,进一步发掘“双复杂”区针对性高精度成像方法,持续实现“双复杂”地区油气勘探至关重要。因此,针对“双复杂”地区地表剧烈起伏、近地表横向变速剧烈及地表一致性假设不再满足等问题,本文主要开展以下研究: (1)优化的广义网格剖分地震波场模拟方法:建立广义坐标系,推导出广义网格有限差分下基于反射率参数波动方程的离散形式,实现非规则网格下的地震波场模拟,抑制了地表起伏构造产生的绕射波;对地下构造按照地形进行剖分从而优化广义网格剖分方法,实现更贴合复杂起伏地表、复杂构造产状的网格剖分,提高地震波场模拟精度; (2)起伏地表逆时偏移成像方法:在广义网格下采用有效边界存储策略进行震源波场重建,有效节约计算存储量;利用坡印廷矢量对地震波场进行行波分离,有效地抑制成像的低频噪音,最终形成了基于广义网格剖分的起伏地表逆时偏移成像方法; (3)起伏地表角度域约束VSP逆时偏移成像方法:实现广义网格及优化的广义网格下VSP逆时偏移成像;实现广义网格下地面与VSP直接联合成像;采用坡印廷矢量计算VSP地震波场的传播方向,利用结构张量计算出地面地震资料的地层倾角信息,运用角度域约束成像条件,形成广义网格下基于坡印廷矢量和结构张量联合约束的起伏地表VSP逆时偏移成像方法,有效压制VSP偏移画弧噪音,提升逆时偏移成像精度。