本文根据纵波多分量在三维复杂介质中的道集模型中的传播特征,从各向同性介质水平反射界面CMP共中心点道集的纵波双曲时距关系入手,从简单到复杂,从水平界面反射延伸到复杂倾斜界面反射,从纵波CMP共中心点道集到纵波CRP共反射点道集、再到P-SV分量CCP共转换点道集,层层递进解析时距关系和NMO动校正速度,在此基础上,扩展研究各向异性介质中的时距关系和NMO动校正速度,选取其中两种地质上比较常见的具有特殊对称规律的VTI和HTI介质的地质模型,分析TTI介质纵波多分量的时距关系和动校正速度。通过查阅国内外各向异性和NMO动校正速度研究文献,分析其研究现状、研究方法和要解决难题,发现以前的倾斜界面道集处理大都采用各向同性水平界面或CMP共中心点道集近似处理。而实际地层中常见的具有倾斜对称轴的TTI介质,这将导致处理效果不好。为分析各向异性介质中弹性波的传播规律,本文利用Thomsen和Tsvankin各向异性参数参数来分析弹性参数,根据不同纵波分量和不同道集分析不同的时距关系和NMO动校正速度。各向同性介质中水平界面纵波CMP共中心点道集的双曲线时距关系是道集模型研究的基础。其NMO动校正速度在平面上表现出椭圆特征。纵波CRP共反射点道集的时距方程采用类似纵波CMP共中心点时距方程的近似表达式。当X/H(偏移距与CRP共反射点在三维倾斜界面的法线方向深度比)小于2时,近似走时接近理论参数走时。可以利用迭代方法求取界面形态参数和纵波CRP共反射点道集走时。纵波CRP共反射点道集的近似双曲走时是偏移距和视倾角的函数。不同测线方位角的纵波CRP共反射点道集NMO动校正速度呈现椭圆特征,纵波CRP共反射点道集的NMO动校正速度随三维倾斜界面倾角的增大而减小。通过模型试验,当X/H小于1.6时,纵波CRP共反射点道集在全部测线方位的双曲近似走时曲线可被动校拉平。对P-SV分量CMP共中心点道集的理论参数的时距关系作近似处理,计算出的走时精度随偏移距和纵、横波速度比增大而减小。根据P-SV分量CMP共中心点道集时距方程可以反演初始的界面形态参数和速度参数。P-SV分量CMP共中心点道集的动校正速度在不同测线方位角的变化具有椭圆特征。对于P-SV分量CCP共转换点道集,也可以通过迭代方法求取模型形态参数和道集走时,P-SV分量CCP共转换点道集具有与P波CMP共中心点道集形式的近似双曲线时距。P-SV分量CCP共转换点道集时距在非远偏移距的情况下,近似双曲走时接近理论参数走时。P-SV分量CCP共转换点道集的NMO动校正速度均随测线方位角的变化呈现椭圆特征,且对应的NMO动校正速度随三维倾斜界面倾角的增大而减小。当X/H(偏移距与CCP共转换点在三维倾斜界面的法线方向深度比)小于0.8时,P-SV分量CCP共转换点道集的全部方位的走时曲线可被动校拉平。根据TTI介质对称轴与三维倾斜界面的关系,各向异性TTI介质纵波多分量的走时可表示为各向同性介质纵波多分量的走时加上非对称方向的变化扰动走时,用随测线方位角变化的走时曲线代替射线追踪方法正演模拟TTI介质中的走时。通过走时对偏移距的二阶导数求得相应的各向异性VTI和HTI介质纵波多分量的NMO动校正速度,它们的NMO动校正速度特征均具有椭圆特征。因此无论各向异性TTI介质的对称轴与三维倾斜界面的法线平行还是垂直的道集模型,不同测线方位的NMO动校正速度具有椭圆特征。TTI介质纵波CRP共反射点道集的NMO动校正速度主要受各向异性强弱和三维倾斜界面倾角大小的影响,最大NMO动校正速度和椭圆的长短轴方向受界面倾角影响较小,最小NMO动校正速度随界面倾角的增大而大幅度减小。TTI介质纵波CRP共反射点道集的NMO动校正速度大于各向同性介质中NMO动校正速度。三维地震数据处理必须考虑各向异性和三维倾斜反射界面的变化。