摘要:VSP走时层析反演本质上是一个欠定的非线性问题:观测系统射线覆盖不均匀,浅层与井旁密集而深部与远端稀疏,且传统各向同性平滑正则化在抑制噪声的同时易模糊速度分界面,导致复杂构造区速度建模精度受限。针对上述问题,本文提出一种地层结构约束的初至波走时层析反演方法。该方法以地面地震速度模型作为初始模型及背景约束,保证迭代过程中速度场低频背景的稳定性;从地震偏移剖面中采用Canny边缘检测提取地层边界,并结合各向异性扩散滤波增强的结构张量计算地层倾角,获取构造方向与层间界面的精细特征;基于上述边缘与倾角信息构建地层结构正则化项,并将其引入层析反演目标函数,使速度更新沿地层走向方向增强平滑、跨越界面方向抑制平滑,从而在保留构造边界锐度的同时保证层内速度场的连续性。模型试算与塔里木盆地库车坳陷实际数据验证表明,该方法在构造识别清晰度与速度反演精度上均优于传统各向同性正则化方法,可为复杂构造区超深层速度建模提供有效支撑。