随着国民经济的发展，石油、天然气及各类矿产资源的需求日益剧增，深部资源探测方法理论的研究与深部探测仪器系统的研制备受关注。井地电磁法是利用井中发射大功率交变电流，地面接收电磁场响应的电磁勘探方法，将发射源直接放入井下，克服了近地表的干扰，缩短了发射源与探测目标的距离，具有勘探范围广，勘探深度大，分辨率高等优势，在资源深部探测等领域具有广泛的应用前景。本文结合国家深部资源探测的需要，研究了井地电磁法深部探测理论，并给出了仪器系统的设计思想，为深部探测仪器的研制及野外勘探提供了理论依据。本文研究了井地电磁法一维正演计算方法，给出了多种典型大地模型及不同发射电流、发射频率等参数下的井地电磁法数值模拟结果，通过对层状模型的地表及井中各接收点处的电磁场响应的对比与分析，计算了井地电磁法勘探深度及井中探测时有效勘探范围，为井地电磁法仪器设计提供必要的理论支持，并达到有效地指导野外工作方式设计的目的。主要研究内容及结果如下：由麦克斯韦方程组出发，引入矢量位，将麦克斯韦方程求解问题转化为解关于矢量位的亥姆霍兹方程，通过分离变量法进行亥姆霍兹方程求解，并采用线性滤波器计算公式得到垂直线源井地电磁场数值解。将井地电磁法正演结果与均匀全空间点源和垂直电偶极子电磁场公式计算的解析解分别进行比较，验证了算法的可靠性。基于井地电磁法一维正演计算公式，对均匀全空间、均匀半空间及三层大地模型的电磁场响应特征进行分析。以三层大地模型为例，分别改变发射电流、发射频率、线源特性等系统参数以及电阻率等大地参数，进行井地电磁场响应数值模拟，得出各参数情况下井地电磁场响应特征规律，为井地电磁法发射系统参数设置提供理论依据。根据深部探测需要，研究了垂直线源井地电磁法勘探深度，给出了井地电磁法勘探深度计算方法，通过两层大地模型与均匀半空间模型的地表电磁场响应对比，研究了异常层在地表产生的电磁场异常响应，根据异常层深度，确定接收系统的探测精度要求。同时，在给定电场值仪器分辨率为10-8V/m情况下，计算出不同发射电流、发射频率、线源特性及大地电阻率分布情况下的井地电磁法勘探深度数据，并分析了各参数对井地电磁法勘探深度的影响规律，为提高井地电磁法勘探深度提供理论支持。由于当今能源和资源勘探的大深度以及高分辨率的要求，配合井地电磁法地面测量方式，将接收装置放入井中，提高了其探测深部资源的能力。将井地电磁法一维正演理论中的探测点深度变量设定在井中，则得到井中接收方式下的电磁场响应计算公式。针对均匀大地模型及几种典型的三层大地模型进行了井中电磁场仿真模拟。同时，对比了同等收发距下地表与井中接收时的电磁场响应结果，得出地表电场值较大，而井中磁场分量较地表磁场分量较大。对于井中接收方式的有效勘探范围问题，给出了电阻率及磁导率对有效勘探范围的影响结果。最后，基于“第二找矿空间”探测深度要求，通过正演计算给出了具体仪器参数，提出了仪器系统设计思路及数据处理流程，为井地电磁法野外试验顺利进行奠定了理论基础。本文通过对井地电磁法正演理论的推导，实现了层状大地垂直线源的电磁场响应计算，并通过数值模拟给出了井地电磁场响应的特征分析及勘探深度计算，同时求解了井中接收方式的有效勘探范围。这些研究将为不同探测情况下仪器指标的设计提供理论依据，并对井地电磁法应用于深部资源探测及提高测量的准确度具有一定的实际意义及借鉴价值。