本發(fā)明提供了一種適用復(fù)雜介質(zhì)的三維VSP觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，屬于石油地震勘探領(lǐng)域。本方法包括：(1)確定目的層和炮點(diǎn)設(shè)置范圍；(2)根據(jù)工區(qū)的現(xiàn)有的包括鉆進(jìn)、聲波、密度測(cè)井資料、已有的地震、地質(zhì)資料在內(nèi)的資料建立工區(qū)三維數(shù)學(xué)模型；(3)根據(jù)常規(guī)VSP設(shè)計(jì)方法確定井中檢波器的擺放位置和排列方式，然后利用射線(xiàn)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆向追蹤算法，確定地面炮點(diǎn)的排列方式；(4)在目的層上劃分面元，計(jì)算面元入射能量：用高斯射線(xiàn)束計(jì)算從每個(gè)炮點(diǎn)出發(fā)，到達(dá)目的層的每個(gè)面元的能量，將所有能量在目的層面元的疊加生成目的層的波場(chǎng)能量分布圖；(5)通過(guò)使入射能量均勻化來(lái)確定最終炮點(diǎn)排列。