本发明提供了核磁回波数据优化反演方法及孔隙结构参数确定方法，建立球缝模型，根据球缝模型计算得到新的核磁回波数据反演的布点；扫描确定的第一特定参数，第一特定参数为球缝模型中裂缝的半径宽度与球缝模型中球形孔的半径的比值；根据每个第一特定参数路径下利用布点确定的T₂谱时间核磁回波数据反演的布点值，反演核磁回波数据，得到不同的T2谱分布，计算T₂谱分布与回波信号之间拟合协方差，其中，协方差最小的T2谱分布，就是优化的T₂谱分布。本发明降低了核磁测井回波数据的反演误差；本发明提供的孔隙结构参数确定方法充分提取了核磁数据中蕴含的关于岩石孔隙结构的信息，实现了孔隙结构参数的定量计算。