利用地震波的走时进行速度反演是目前地震勘探中求取地层平均速度和层速度的直接手段,也被认为是地层速度资料最可靠的来源之一。在地震测井工作中,地震数据的资料处理一直是一个关键问题,初至拾取的准确度、反演方法的可靠性直接关系到地下地层速度结构反演结果的准确与否。然而,在由于地下地层的复杂性,地震波在地下经过多层介质后的传播路径与走时曲线也变得极为复杂,拾取初至与反演方法在计算精度上也存在着一定的不足。因此,目前在地震资料解释中仍然存在一些难点。如何提高资料处理方法的精度,从而提高反演结果的准确度,引起了地球物理学者广泛关注。为了解决上述问题,本文首先对层状介质中地震波传播规律研究的基础上进行了地震测井的正演模拟。通过对地震波走时曲线特点的分析,发现了地震波走时曲线的二阶差分的跳跃点与地层分界面的位置具有良好的对应关系,在这个基础上,本文提出了分层反演法,并利用上述正演模拟得到的理论走时数据,对分层反演方法进行了验证。然后介绍了目前主要的层速度计算方法,通过建立均匀层状介质模型,利用这些方法对在不同偏移距条件下各模型的走时曲线进行了反演计算,将得到的层速度剖面与理论模型对比,讨论了各方法的优点与局限性。结果表明:与常规方法相比,分层反演法的反演结果更为准确、可靠,同时也去除了地震数据在受到外在干扰时产生的锯齿状波动,使整个反演的速度曲线更加直观、明了。最后,对贵州省瓮安县老虎洞地区井区的部分测井进行了初至拾取,并利用分层反演法对得到的走时数据进行了反演。得到的层速度剖面与实际钻孔资料相符合,证明了该方法的可靠性。反演结果表明:该方法准确、快捷、可靠,能够为后来的测井资料处理工作提供一个有效的参考方案。