塔里木盆地超深层海相碳酸盐岩油气资源丰富，但勘探面临诸多挑战：其地表为塔克拉玛干大沙漠，出露巨厚沙丘，静校正和吸收衰减严重；上覆火成岩，多次波发育，信噪分离困难；埋藏超深，大于6 000 m,深层分辨率低；受二叠系火成岩影响，速度变化大，深度域精准建模难度大。通过十余年不懈攻关，逐步形成了沙漠区超深层碳酸盐岩地震资料精细处理技术，其中，微测井约束层析反演沙漠区近地表结构，可以有效解决时间一致性问题；多信息综合识别长程及短程层间多次波，能够针对性压制提供优质的预处理道集；采用波动方程近地表Q补偿，可以解决沙漠吸收衰减问题，提高深层分辨率且目的层主频能够提高5 Hz; VSP井控和火成岩小网格层析提高深度域建模精度，可以确保碳酸盐岩高精度成像。大沙漠区超深层碳酸盐岩地震资料高精度成像技术，可精准刻画出走滑断层和缝洞，有效支撑了塔里木盆地1×10~9t级富满油田的勘探发现。