随着越来越多的油田进入中后期开发,为了探测出更为隐蔽的油气层,钻井和测井技术得到了快速的发展。随之也出现了一些新的挑战,如大斜度井、水平井的感应测井响应特征分析,各向异性的影响和各向异性层电阻率的测量,新型测井仪器的评估和设计显得尤为重要。事实表明,通过多分量低频电磁感应探测方法可以有效探测井周周围电导率异常区域,其探测深度也得到改善,在探测过程中通过对仪器参数的不断优化设计,其结果可以为探测仪器设计提供有效参考。本文的工作正是基于上述背景而开展。研究内容不仅包括非均匀介质中电磁感应和电磁波传播测井问题,也包含数值计算算法设计和不同地层模型的设计。所涉及的数值算法主要为体积分方程与弱化的BCGS算法。本文首先根据麦克斯韦方程推导了接收线圈中的感应电动势和磁场强度表达式,进而给出了求解接收线圈处的磁场强度矢量的体积分方程表达式,并给出了并矢格林函数的推导过程,通过区域离散和不断迭代,最终利用积分方程求解了单井中的磁场强度和感应电动势。本文采用的是长线圈距电磁感应测井仪器,其目的是为了探测距离井孔较远的电导率异常体,我们给出了不同的地层模型,包含水平层状地层模型、二维电导率异常体模型及三维电导率异常体模型。特别地,在进行三维多分量感应测井正演模拟时,不仅考虑了空间块状电导率异常体模型,还对裂缝状电导率异常体模型进行了数值模拟。通过对多种地层模型的响应特性进行分析我们发现,随着线圈距和探测深度的增加,接收信号中散射信号比重逐渐增大,通过对不同分量进行实部、虚部分析,可以初步判断电导率异常体的存在,但由于总信号强度也在不断降低,无法做到精确定位。因此,为了探测到电导率异常体的存在,需根据异常体与井孔之间的距离选用合适的频率和线圈距,并进一步采用提高线圈的发射强度和接收强度的方式提高散射信号强度。本文最后对数值计算结果进行了较为全面地分析,通过对比不同的参数设计结果,讨论了该计算方法的可行性和优越性。本文为油田开发过程中的仪器参数设计提供了理论依据,并为电磁感应测井理论做出了新的理论贡献。