核磁共振测井不仅可以评估岩层渗透率，还能获得岩石的总孔隙度，油、气、水的饱和度、扩散系数，以及油的粘度。对于复杂岩性，它常常是少数几种有效的方法之一。因此核磁测井是近十多年来发展最快的测井方法，现在已经成为石油和天然气勘探综合地球物理测井方法的一个重要组成部分。核磁测井数据反演方法是核磁测井理论的核心内容。核磁测井数据反演是通过对核磁测井观测到的自旋回波串进行反演计算，得到储集层孔隙中流体的横向弛豫时间等核磁参数。利用核磁参数可以计算岩石的孔隙度、渗透率、油、气、水的饱和度等。自旋回波串是多个单指数衰减信号叠加在一起的多指数衰减弛豫信号。用自旋回波串反演孔隙流体核磁参数的数学模型是第一类弗雷德霍姆积分方程。积分方程的数值解法是将它离散化为线性方程组，再采用奇异值分解法、正则化方法等算法求解。已有的算法在实际应用中存在对信噪比要求高、计算速度慢、谱线不连续等问题。另一方面，由于测井仪器性能及井下环境的限制，核磁测井信号的信噪比很低。因此有必要对已有算法做改进，得到能够适应低信噪比的快速反演算法。本文通过分析最佳奇异值保留个数与信噪比的关系，提出一种改进的奇异值分解算法——线性截断算法。该算法可以快速有效地实现T2谱反演，而且该算法比传统的奇异值分解算法更加稳定，即在信噪比变化很大情况下解的变化相对不大。线性截断算法可以适用于低信噪比（SNR>10）的T2谱反演，在信噪比很低时仍能较好地保持弛豫谱分布的真实性。进一步分析奇异值分解法与正则化方法的关系，提出了一个正则化因子的经验公式。本文提出的经验因子在低信噪比时更接近各种形态T2谱最佳正则因子的平均取值。另外，考察了初值对联合迭代重建反演算法的影响。建立了以线性截断算法结果为初值的联合迭代重建反演算法。通过与国外软件结果对比，验证了该算法的有效性。研究了布点方式、布点数对反演结果的影响。构造了对数布30点、50点的改进奇异值分解算法。实例表明，在低信噪比情况下采用对数布30点、50点的改进奇异值分解算法对大孔隙具有更好的分辨率，更能反映地层真实孔隙结构。讨论了利用核磁共振数据进行流体识别的几种方法。介绍了T1、T2搜索、利用流体T1差异进行识别、利用流体T2差异进行识别以及时间域分析的具体算法。研制了一套核磁共振反演解释系统软件。该系统可以完成基于本文所述几种反演算法的T2谱反演及反演结果的解释处理，可以为油田的勘探、开发提供可靠的地质数据。