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众所周知,井地电磁法是利用已有的矿井、钻井,对井中垂直长导线供以大功率交变电流,在地面接收电磁场响应的一种高精度电磁勘探方法。其在勘探区域、探测深度、模型分辨率等方面的优点已受到越来越多人的重视。本文依托于863子课题“大功率井地电磁成像系统”,将井地电磁激励源简化为井中垂直长导线源,开展垂直长导线源电磁场正演模拟研究,研究人工源电磁场中异常体的电磁响应。本文从Maxwell方程组出发,推导得到垂直电偶极子电磁场各分量的解析表达式,其次对电偶极子电磁场各分量表达式沿导线方向积分,得到垂直长导线源电磁场解析表达式。通过均匀半空间模型的计算,与kerry Key的电偶源CSEM一维正演程序对比,验证了本文垂直电偶极子电磁场解析表达式的正确性,通过对比离散近似法与本文积分法所得到的长导线源电磁场响应,验证了本文垂直长导线源电磁场解析表达式的正确性。其次,我们分析了一维模型中影响垂直长导线源电磁场响应的几个关键因素,如地下储层电阻率、发射源与储层相对位置关系、测点布置方式等等,发现井地电磁法对高阻体反映更为灵敏,且当发射源与异常体处于同一水平线或者测点位于井中时,井地电磁法对异常体的反映更为明显。在三维正演模拟中,我们采用离散近似法得到的长导线源,通过均匀半空间与层状模型试算,验证了本文垂直长导线源电磁场三维正演程序的正确性。通过构建三维模型,与地面水平电偶极子响应对比,证明井地电磁法相比常规地面电法而言,在深部资源探测方面具有明显的优势。最后我们进行了无干扰情况下一些参数对垂直长导线源电磁响应影响的研究,如发射源的长度、位置、发射频率、发射电流以及异常体电阻率等参数的影响,发现在井地电磁实际工作中,我们应尽可能使发射源更长、发射电流更大、发射源与异常体处于同一水平,同时也要选择合适的发射频率保证地面可以接收到足够明显的电磁响应,同时这也为下一步井地电磁三维反演解释工作打下了基础。