随着对油气藏勘探以及开发的要求不断提高,石油工业界常规的地震数据处理已经渐渐显现出其本身众多缺陷,比如偏移数据并不能真正使地震数据归位到地下的反射界面,或者对于某个深层层位或者异常体存在速度或者界面上的误差等等。对于传统的地震成像,由于采用的地震波几乎没有穿透该层位,或者由于速度的变化太大,导致某些假的成像点,同时由于偏移成像并不能直接解决速度以及反射界面深度之间的耦合关系,在地下深度界面处并不能准确反映应有的连续同相轴的现象,总是或多或少的存在一些振幅异常或者同相轴的不连续性。面对这些地震成像方法本身的致命缺陷,需要另辟新径,也就是本文的研究内容层析速度反演方法,能够在成像之后的速度数据上再次更新速度,等到比较合适的速度,能够使得反射同相轴更为连续,平滑。层析速度分析方法,自从上个世纪80年代引入,目前在近地表静校正以及深层的速度分析区域得到了很好的发展。对于地下深层速度分析而言,基础理论分为射线和波动两种,目前波动层析还面临众多问题,而射线理论发展的相对较为完善。层析速度分析的模块,主要有正演和反演两部分,主要需要解决的问题是反演部分旅行时的拾取。针对这一问题,本文改进了传统层析速度分析中道集的选择方式,选择了共成像点道集,利用了偏移的优势,同时改进了拾取时间的方法,根据偏移后的速度模型转换得到初始速度模型,在初始速度模型上进行射线追踪,射线按照角度域共成像点道集中角度的限制正演,然后利用共成像点道集中的深度信息转换为旅行时信息,完成了反演需要的所有数据,在反演方法中选择非线性反演方法,全局寻优,使得层析速度反演取得了良好的结果。