PNN(脉冲中子-中子)测井是通过远、近两个He-3计数管记录热中子时间谱,通过获取地层宏观俘获截面来确定含水饱和度的套管井储层评价测井技术。本文旨在从PNN测井时间谱中提取出更多的储层信息,提高PNN解释的精度,以期将PNN测井资料更好地用于地层评价。针对PNN测井时间谱,根据小波的多尺度分析理论,采用基于阈值收缩的多尺度滤波方法,在最优小波基选取的基础上,讨论阈值的选取及阈值的量化处理,分别在纵向和横向对热中子时间谱进行了滤波处理。滤波结果显示热中子计数随时间呈指数规律衰减,满足时间谱后处理的需要。编程实现了阻尼最小二乘法(L-M算法),通过对理想信号的单指数、双指数及多指数反演对算法进行了验证,并分析了噪声、布点数对算法的影响。基于PNN时间谱由多个指数衰减叠加而成,采用阻尼最小二乘法对热中子时间谱进行多指数反演,得到光滑连续的热中子寿命谱(τ谱)。首先对模拟数据的热中子寿命谱进行了系统研究,分析了地层水矿化度、孔隙度、饱和度以及源距的选取对热中子寿命本征值的影响,热中子寿命谱的双峰分别反映井眼和地层对热中子的俘获能力,时间道的选取会影响热中子寿命谱的峰值个数。然后研究了PNN实测数据的热中子寿命谱,分析不同地层和不同套管对寿命谱的影响,并且热中子时间谱可定性分辨油水层。这些探索为中子寿命测井解释提供了一种新方法。