缝洞型碳酸盐岩油气藏已经成为塔里木油田增储上产的主力,缝洞型碳酸盐岩储层的主要特点是地质目标小、埋藏深、非均质性强。主要表现为:横向上储层物性变化快;纵向上储层的深度差异大;这些不仅造成了缝洞型碳酸盐岩油气藏的油气水分布规律复杂,而且极大增加了其空间位置的准确地震成像的难度。所以,研究和建立一个适应缝洞型碳酸盐岩储层的速度建场方法是最迫切解决的核心问题。从速度场误差对叠前深度偏移成像的影响结果出发,利用层析成像和全波形反演理论,研究了偏移浮动面的回折波层析反演浅层速度建模、单方位/多方位的稳健反射波层析反演中深层速度建模、时间域分层多尺度的全波形反演速度场高频成分及井中地震速度约束建场方法,为叠前深度偏移提供了更高精度的速度场,提高了缝洞型碳酸盐岩储层空间位置的成像精度,奠定了储层钻遇和油气高效勘探开发的基础。偏移浮动面的回折波层析反演浅层速度建模。缝洞型碳酸盐岩储层的浅层速度建模,一直是速度建模的难题。对于无地震反射的浅层速度,在速度谱上是“空白”,现有叠前深度偏移速度建模方法采用第一反射层速度充填,这样速度误差较大,第一反射层速度并不能完全代替浅层速度;而初至波层析反演是基于真地表层析,主要用于计算静校正,虽然也能反演速度,是等效速度,因为常规处理应用了静校正等处理,此等效速度不能直接用于叠前深度偏移的浅层速度。本文结合了偏移浮动面、回折波传播特点,利用初至波层析反演理论,研发了偏移浮动面的回折波层析反演浅层速度建模,大大提高了缝洞型碳酸盐岩储层的浅层背景速度场精度。单方位、多方位的稳健反射波层析反演中深层速度建模。缝洞型碳酸盐岩储层的中深层速度建模难度极大,不仅受上覆火成岩影响,而且获得缝洞型储层本身的速度场较准确的高频难。单方位反射波剩余曲率层析反演速度建模方法,没有考虑反射方位信息,仅仅能求取速度的较低频背景速度;多方位反射波剩余曲率层析反演速度建模方法能求取速度的较高频成分,但多方位道集信噪比低,严重影响剩余曲率的精度。本文结合单方位和多方位的反射波层析反演的优缺点,利用Kirchhoff叠前深度偏移方法生成共偏移距道集,发展了单方位、多方位串联的稳健反射波层析反演中深层速度建模,既提高了速度反演的效率,又提高了缝洞型碳酸盐岩储层的中深层速度场的高频精度。时间域分层多尺度的全波形反演速度场高频成分。由于地震初至层析和反射层析反演理论方法的限制,只能获得准确的中、低频背景速度,高频速度分量精度较低。而全波形反演方法理论上很完美,能够反演出准确的速度高频成分,但受数据质量、初始速度模型、正演子波等理论假设的限制,FWI反演很难收敛到正确的结果上。本文选用满足其基本假设的地震数据,设计了保真的数据预处理流程,利用回折波层析和反射波层析建立的高精度初始速度模型,采取时间域初至波和反射波分层反演、多尺度的全波形反演速度场高频成分,不仅大大减少了迭代次数和避免了局部最优解、提高了速度场高频信息、实现了缝洞型储层的准确成像,而且展示了全波形反演在常规陆上采集资料的应用潜力。井中地震速度约束建场方法。井中地震技术速度约束建场方法利用钻井得到的实时数据,如声波测井或其他测井数据等资料,采用反射波层析反演理论,进一步约束和优化局部地下介质模型(各向异性速度模型精度),以提高现有的井周围地面地震数据的叠前偏移成像精度,使得速度模型与新的测井数据保持一致。在复杂的地质环境或在钻井前具有较高不确定性因素的区域,提供了约束和优化后速度模型的地震叠前偏移成像,更新钻头前方危险区和目标层的位置,辅助了钻井轨迹至准确的地质目标体,避免了钻井事故,提高了缝洞型碳酸盐岩储层的空间位置成像精度。针对塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩储层,开展了叠前深度偏移速度建场方法应用研究。该速度建场方法不仅提高了缝洞型碳酸盐岩储层速度模型的精度、储层空间位置的准确度、储层一次性钻遇率,而且有利于后续地震解释、反演。实际钻探结果表明,本文的研究思路正确,速度建模方法有效,可以为类似地质条件储层的地震速度建场方法研究提供新思路。