核磁共振测井技术是一门崭新的、在二十世纪发展迅速的测井分析技术,它不仅可以对岩石总孔隙度进行计算,还可以定量地计算有效孔隙度、束缚水孔隙度以及渗透率等数据,在储层流体识别、孔隙结构识别与复杂地层油气藏评价等方面具有十分显著的优势,已成为石油勘探测井方面不可或缺的一个重要技术。基于对核磁共振测井相关知识的研究,改进了奇异值反演算法,与联合迭代反演算法和阻尼因子反演算法对比,通过正演模型验证了算法的有效性。针对球管模型反演得到的管形孔半径与球形孔半径比例矩阵（Cd矩阵）进行聚类,采用通过对象排序识别聚类结构（Ordering points to identify the clustering structure,OPTICS）的密度聚类算法,以及基于层次的凝聚聚类算法对Cd矩阵进行聚类,实验表明两种算法各有优势。将上述算法技术编入独立的软件系统用于实际应用,设计实现了基于球管模型的核磁共振信号解谱系统。系统的功能设计主要分为四个模块,分别为项目管理模块、数据管理模块、T2谱反演与分析模块与成果报告生成模块。其中T2谱反演与分析模块是系统的核心模块,又分为T2谱回波反演、T2谱优化反演、Cd矩阵分类及储层参数计算四个子模块,形成了一套完整的核磁共振信号解谱系统。对系统各功能模块利用真实岩心核磁共振测量数据进行了测试,对T2谱反演与分析模块中各子模块功能采用控制因素法进行对比分析,验证了各算法的有效性。同时阐释不同参数对于算法计算结果的影响,证明了核磁信号解谱系统功能的实用价值。其中,采用相同参数配置的算法对基于球管模型的T2谱反演结果与常规回波反演结果进行对比,发现两者都能描绘出相同的T2特征形态,前者的曲线更加光滑且特征明显,表明了球管模型理论应用于实际反演计算的有效性与实用价值。对反演得到的Cd矩阵分别采用OPTICS算法与凝聚聚类算法进行聚类,验证了算法的有效性。