三维速度场在油气勘探中具有广泛的应用前景，但由于多种技术限制一直未能成功实现。在对比分析现有各种平均速度（场）建立方法原理及优缺点的基础上，优选模型层析法，通过技术攻关，解决了数据体层位自动追踪法和层位解释法相结合的空间倾角场建立技术、速度谱排列影响消除技术、射线追踪层速度求取技术、最小张力法离散数据空间网格化平滑技术等多项长期以来阻碍三维速度场建立的技术难题，建立了胜利油区首个三维速度场——东营凹陷三维速度场，实现了模型层析法建立三维速度场由理论到应用的跨越。模型层析法建立的三维速度场精度高、适用范围广、效果好，具有广阔的应用前景。