多年来,电磁（EM）方法在研究和探索各类简单或复杂的物理现象等方面逐渐获得了广泛应用。按照场源来分类,电磁方法可以被分为两类:一是使用天然场源的EM方法,如大地电磁测深法等;二是使用人工源的EM方法,如可控源电磁法（CSEM）等。近年来,由于场源的可靠性和场值的可预测性,CSEM成为了许多地球物理勘探中电磁方法研究的重点。然而仅仅使用CSEM法在地表测量时,很难分辨垂向薄层高阻体变化或局部高导异常。但当将接收装置或场源放置在观测井中时（接近目标体）,由CSEM探测得到的数据结果分辨率会被明显提高。本文进行了井-地可控源电磁法（BSCSEM）研究。BSCSEM方法能够提供更高信噪比的可控源电磁数据,可以分辨垂向高阻薄层或局部高导异常的影响,同时具有钻井成本较低的优点。通过BSCSEM方法可以了解井中可控源电磁法的响应特征,并认识、分析各向异性对BSCSEM方法中电磁响应的影响。本研究开发了频域高阶有限差分算法,对BSCSEM方法的模型响应进行正演求解,该算法可以被应用于不同场景下的二维和三维电磁总场的模拟,求解过程稳定且具有高阶的计算精度。在模拟地表响应的实验中,使用了大尺寸的网格用于降低数值模拟中的计算成本,论文详细描述并检验了完全匹配层在BSCSEM方法中的应用效果。通过与低阶有限差分结果的对比,本研究证实了高阶有限差分近似的结果具有更高的精度。需要注意的是,模型域的局部地方使用了低阶的有限差分（一阶有限差分）,这些区域包括但不限于模型的边界位置。此外,为了研究BSCSEM方法对天然气水合物探测的效果,本研究使用电偶极子作为场源,在具有高阻异常的2D和3D的模型中,研究了场源方向和长度对高阻异常区域上方电磁响应的影响。灵敏度范围通常需要根据地面接收器的质量来选择,它反映了最大的频率要求（100Hz或者更低）。本文将之应用于天然气水合物储层的测量范围和的有效检测中。实验结果表明,垂直发射源的BSCSEM响应在表征高阻层和测量垂向电场方面是非常有效的。通过改变垂直偶极子源的深度,BSCSEM法能够从不同角度获得地下介质的信息。结合复杂模型中BSCSEM方法的实验结果可知,采用水平和垂直电偶极子组合源或综合分析电磁响应的水平和垂直分量的方式有助于更清晰地描绘地下结构。本研究认为三分量采集的应用效果是最好的。本研究推导了二维和三维频域高阶有限差分的各向异性算法,开发了用于各向异性模型中求解BSCSEM电磁响应的代码,并在数值模拟实验中验证了算法的精度和有效性。所采用的模块化方法使得利用微分算子在可行的网格上构建控制方程成为可能。在几个可能的离散网格上进行定义,网格则基于一组基本的高阶差分框架和平均算子构建。该算法在交错网格中,同时求解了电场和磁场分量。研究中开发的二维BSCSEM法的各向异性算法,可以被用于模拟横向三维和全三维各向异性问题。实验中测试的模型包括一系列的全二维各向异性模型、复杂二维模型以及二维天然气水合物储层等模型。本研究开发了用于三维各向异性的BSCSEM算法。在模型测试中,本文使用了垂直偶极子、水平偶极子以及L形的正交偶极子作为场源,对多种各向异性的合成地质模型进行了数值模拟的工作。模拟的结果表明,该算法非常有效,适合于各向异性模型的BSCSEM法正演模拟,尤其适用于天然气水合物及其他复杂地质问题的勘探。本研究提供了一种通用且稳定的算法,该算法可以在高电导率异常区域中、浸井中、电各向异性模型中以及各类复杂电导率模型（如天然气水合物储层区）中模拟井-地电磁场值。该方法容易实现对完全各向异性介质的模拟,其使用的数值离散方法可以灵活应用于其他问题的求解过程。