油气勘探程度的提高、勘探目标的日益复杂促进了叠前深度偏移成像技术的快速发展。波 动方程叠前深度偏移成像正逐步从理论研究走向生产应用。复杂构造的叠前深度偏移成像必须 要解决三个方面的问题：用于叠前深度偏移成像的地震数据的预处理、成像速度模型的建立、 准确高效的叠前深度偏移成像算子和算法。在实际地震数据的叠前深度偏移成像中，对于任何 一个问题的忽视都会影响到最终成像结果的质量。相较而言，成像速度建模是叠前深度偏移成 像三个环节中最迫切需要解决的问题。 对成像速度内涵的正确把握是成像速度建模方法研究的基础。论文针对以下几个问题对成 像速度进行了分析：(1)地面采集的地震资料包含哪些成分的速度信息?(2)叠前深度偏移 成像方法需要哪些成分的速度信息才能够满足其成像要求?(3)应该根据什么样的标准来判 断用于成像的速度场的正确性?从而认识到：成像速度是地震勘探的核心；利用地表观测的地 震数据，只要采取正确的策略方法，是可以得到满足波动方程叠前深度偏移成像要求的成像速 度的；成像速度与具体的偏移成像方法相对应，不同的叠前深度偏移成像方法需要建立不同的 成像速度模型；应该以成像结果质量最优作为成像速度正确性的判别标准。 成像速度建模包括两部分内容：作为内核的成像速度分析方法和用于综合分析的速度建模 技术。论文对现有主要的成像速度分析方法进行了分析和评价，将成像速度分析方法分为三类： 谱分析法、层析法、非线性全局寻优法。并进一步指出成像速度分析方法的研究应该向体系化 的方向发展。论文认为针对某一特定速度判别标准的成像速度分析可以用三种方法实现，依次 为：谱分析、射线层析和波形反演，三种方法共同构成一个完整的成像速度分析体系。体系中 的三种方法依次实现更高精度的成像速度分析，前者的输出作为后者的输入，最终得到一个高 精度的成像速度模型。目前，适合于波动方程叠前深度偏移成像的成像速度分析体系还有待形 成，共聚焦点方法为研究此问题开辟了一个新的方向。 通过对共聚焦点成像的研究，认识到共聚焦点(CFP)技术的优势不在于成像，而在于作为 中间结果的CFP道集在成像速度分析方面的能力。CFP道集是一种经过部分偏移运算后得到的 新的地震数据集，道集中绕射能量已经部分归位，同相轴形态清楚、易于解释；由于道集合成 过程中需要对地震数据进行叠加，CFP道集中的随机噪音已经得到了压制。以上特性使得CFP 道集与CMP道集相较在速度分析中更具优势。CFP道集是一种时间域道集，根据它解释得到的 剩余时间量与速度模型参数(界面位置与速度)构成显函数关系，这使得它相较深度域的共成像 点道集(根据它解释得到的是剩余深度量，与模型参数构成隐函数关系)而言在速度分析中也更 具优势。 逆时聚焦算子的计算和CFP道集的合成是共聚焦点方法的两个核心技术，对此论文分别进 行了深入的讨论。论文通过模型试验验证了逆时聚焦算子计算方法的稳定性和准确性，并提出 了基于稳相原理的CFP响应曲线计算方法和基于混合域波场延拓算子的CFP道集合成方法。在 此基础上，论文对基于共聚焦点技术的成像速度建模的体系化和实用化进行了研究，根据谱分 析的思想提出了基于CFP技术的交互速度分析方法，根据射线层析的思想提出了基于CFP技术 的层析速度反演方法。本论文的创新点主要有以下三个方面： 1.提出并实现了基于共聚焦点技术的交互速度分析方法。该方法用于建立初始成像速度模 型，完成从时间层位到深度层位、从时间域速度场到深度域速度场的转换。方法中根据旅行时 相等原理确定速度，因此它是以成像质量最优作为速度正确性的判别标准的，这使得此方法优 于相干速度反演方法。根据时间解释结果计算CFP响应曲线和时移(DTS)曲线是交互速度分析 方法从理论到实践过渡的关键的一环，也是本论文在理论和实践上的一个新的贡献。 2.提出并实现了基于共聚焦点技术的层析速度反演方法。该方法用于实现成像速度场的迭 代更新。CFP道集与CMP道集和CIG道集相较前者所具有的优势使得本方法在理论上优于走时 反演方法和基于共成像点道集的射线层析方法。为了提高反演计算的稳定性，文中采用了向量 模型参数化方法，并利用摄动法更新模型参数。同时，基于混合域波场延拓算子的CFP道集合 成方法的应用提高了方法的准确性。 3.成像速度建模方法研究的最终目的是将其应用与实际地震数据的处理。在方法原理研究 的基础上，按照由上到下逐层实现速度分析、由粗到细逐步细化速度模型、解释处理一体化协 同作业、人机交互联合作业的速度建模策略，论文研制开发了SeisVel速度建模软件，并利用 该软件对模型地震数据和实际地震数据进行了速度建模和成像实验，取得了比较理想的效果。 实验证明论文提出的两种成像速度建模方法是有效可靠的，研制的SeisVel速度建模软件具有 较强的稳定性，方法和软件基本已经能够满足实用的要求。 关键词： 叠前深度偏移 速度建模 旅行时相等原理 共聚焦点 层析 谱分析