致密砂岩气藏测井评价技术是勘探开发致密气藏的关键技术之一,核磁共振测井技术又属于致密砂岩气藏测井评价技术中的关键核心技术。长久以来,核磁共振测井在储层流体识别、孔隙度、渗透率计算等方面具有很强的应用价值,尤其是在致密油气藏孔隙结构方面具有其他测井技术不可比拟的优势。但另一方面核磁共振测井致密砂岩气藏应用中还经常存在测井资料解释失败的案例,例如受杭锦旗地区致密砂岩储层复杂孔隙结构和含气性的影响,导致在该地区的水层经常出现核磁共振差谱信号,核磁孔隙度和渗透率计算值偏小等问题,不仅制约了杭锦旗地区勘探开发的进展,同时也对核磁共振测井在致密砂岩等复杂储层的有效应用提出了新的挑战。因此,需要对致密砂岩气储层展开核磁共振反演及应用研究,解决核磁共振测井在当前复杂储层的实际应用中出现的一些新问题。本文从核磁共振测井反演及应用的角度出发,结合杭锦旗地区数据开展核磁共振反演及应用研究。首先,以核磁共振测井资料为主,常规测井资料为辅,结合岩心实验数据开展储层特征分析,总结出不同地层的岩性、物性、电性以及含气性特征。在分析典型气、水层测井响应特征基础上,总结和提炼气、水层的核磁共振T₂谱十组分量分布特征。然后,针对杭锦旗地区致密砂岩气储层特点,将粘土束缚水信号加入核磁共振二维反演。通过TSVD法反演明确了在考虑粘土束缚水信号的情况下,二维T₂-T₁谱识别含气储层中四种信号的能力要优于二维T₂-D谱。对于T₂-T₁谱反演来说,保持长等待时间有利于中、长弛豫信号反演的稳定性,保留较低的短等待时间有利于短弛豫信号的聚焦。大回波数有利于增强长弛豫组分流体信号的聚焦性,小回波数有利于短弛豫组分流体信号的增强。同时,建立一种基于交点定位法的粘土束缚水信号反演发散校正法。该方法基于谱峰定位和谱宽度计算,进而重建了粘土束缚水二维谱信号,能够解决除原始回波串采集质量原因之外的粘土束缚水信号反演发散问题。最后,结合反演研究成果开展核磁共振测井应用研究。在储层流体性质识别应用方面,分析了致密砂岩气、水层的弛豫特征变化机理,统计了杭锦旗地区气、水层T₁和T₂谱分布范围特征,并依据该特征构建了杭锦旗地区T₂-T₁二维谱解释模版。通过二维核磁的应用,使得一维核磁各种流体信号重叠的问题得到有效的解决,储层流体性质的识别率已由原来的一维核磁测井的78%上升到二维核磁的91%。在孔隙度计算方面,建立了核磁联合声波时差的计算方法,抵消了部分含气性的影响,有效缓解了核磁共振测井资料计算致密砂岩气层孔隙度普遍偏小的问题。在渗透率计算方面,建立了基于可变参数p、q、h、i的新型核磁渗透率计算模型,该模型基于致密砂岩储层渗透率由其储层孔隙度和孔隙结构共同决定的原理,结合了岩心实验数据和核磁测井数据二者各自在渗透率计算上的优势。实例证明,新渗透率模型计算的渗透率与岩心分析渗透率相关系数达到0.94,进一步提升了致密砂岩气储层的渗透率计算精度。在孔隙结构识别方面,建立了核磁十组分孔径分级法用于识别孔隙结构,既能识别出连续深度下储层孔隙结构的精细变化,也能够进一步基于泥浆驱替流体技术建立的横向转换系数构建出新的伪毛管压力计算模型。经实例验证,该模型构造的砂岩储层的伪毛管压力曲线与岩心压汞毛管压力曲线的符合率大于80%。