近年来,核磁共振成像技术不断发展,它已经成为研究多孔介质孔隙结构的重要方法之一。与传统核磁共振岩心分析获得的整个岩样的T₂分布不同,核磁共振成像技术可以获得岩样不同空间位置的T₂分布,可以更好地指导岩石非均质性模型的核磁共振响应特征研究。本文利用内部磁场梯度与孔隙结构的相关性,分析不同孔隙结构的内部感应磁场及梯度的特征,并利用G-B_zⁱ图谱简要评价不同孔隙结构模型的非均质性。为提高对岩石非均质性模型评价的准确性,基于核磁共振技术测量的横向弛豫时间T₂可以有效表征孔径分布,利用随机游走算法及相位编码原理模拟得到周期堆积模型在线性梯度磁场下的衰减信号,通过反演得到不同空间位置的T₂分布,图谱中T₂分布沿z轴上的变化能较好地与非均质性模型的孔隙变化特征对应,也证实该方法对研究岩石非均质性模型的有效性。制作简单的非均质性玻璃珠模型,利用相位编码脉冲序列进行实验测量,测量数据经过反演后得到不同非均质性模型的核磁共振空间响应特征;结合响应特征,实验测量并分析岩心样品,分析结果与CT扫描结果吻合。此外,文中方法还较好的与测井曲线保持一致性,在提高分辨率的同时,也避免仪器运动对测量的影响,对于岩石非均质性模型的低场核磁共振响应特征研究具有较好的实用性。