随着生产井油、气开发工作的逐步推进,大部分油田已经进入勘探开发的中后期,对油水井瞬变电磁探测仪的优化技术研究有助于套损井的检测和了解生产井套后储层的分布情况,对油田的持续发展提供重要的信息。本文首先介绍了瞬变电磁测井原理和特点,构建了井下径向非均匀分层介质模型,分析了优化方法,设计了探头的等效电路,推导了探头阶跃响应的公式,得到了探头的最佳工作状态,在此基础上研制了优化后的探头。然后对影响探头性能的因素:发射线圈、接收线圈、趋肤效应、提离效应、居里温度等进行分析;建立了发射线圈模型,分析了发射线圈匝数对探头性能的影响;设计了接收线圈的等效电路,分析了一次场、二次场感应电压在接收线圈中过渡过程。在对影响因素分析的基础上,从探头的线圈、噪声抑制及高温热处理、发射电流关段时间及探头的绕制等几方面对探头进行优化。最后,开展了大量的现场试验,进行了油水井瞬变电磁探测仪探头探测距离试验、X、Y、Z三方向探测试验、探头探测性能试验等大量实验后,验证了优化后的探头提高了油水井瞬变电磁探测仪在探测深度、分辨率、精确度以及探测方向等性能上的提高。