随着国内油田逐渐进入高含水发展后期,中子寿命测井作为重要的套管井核测井技术,在开发测井领域发挥重要作用,已成为判断油藏残余油气饱和度分布变化规律、掌握注水和产液剖面、调整注采方法、增加采收率等的主要测量手段之一,其数据处理方法仍有较大提升空间,本文建立了一种中子寿命测井数据处理新方法。本文采用数值模拟方法研究了中子寿命测井模式下粒子场的时间特性;引入多尺度量子谐振子算法与改进的Levenberg-Marquardt算法分别建立两种宏观俘获截面反演方法;采用四参数双指数衰减模型进行中子寿命测井井眼校正;基于玻尔兹曼中子输运理论,从理论上推导中子扩散效应对中子寿命测井影响规律,借助蒙特卡罗数值模拟技术提出一种新的中子寿命测井扩散效应校正方法;应用本文提出的中子寿命测井数据处理新方法对实际PNST脉冲中子全谱测井数据进行处理验证应用效果。研究结果表明,粒子的时间特性显示,脉冲停止后一段时间内热中子计数与俘获伽马计数仍会上升,开窗时间不宜过早,为后续数据处理确定起始时窗提供依据;基于改进的Levenberg-Marquardt优化算法通过多次迭代确定地层宏观俘获截面,反演方法精度高,稳定性好,总体上优于多尺度量子谐振子反演方法;针对研究的中子寿命测井影响因素,利用四参数双指数衰减模型可有效分离宏观俘获截面的井眼分量与地层分量;结合理论推导与数值模拟结果确定中子寿命测井临界源距,建立扩散效应校正公式,得到井眼和扩散校正后的宏观俘获截面。实际应用效果表明,本文提出的中子寿命测井数据处理方法应用效果良好,数据处理结果满足现场实际应用要求。本文一定程度上丰富了中子寿命测井扩散效应理论,为实际应用奠定基础,为数据处理方法设计提供依据,对中子寿命测井数据处理方法的发展有一定意义。