基于电磁信号的井下超低频实时遥感技术推动了油田井下与地面之间无线通讯技术的发展。井下无线通讯技术在井下多参数检测以及井下仪器控制等方面具有重要的工程意义。井下无线通讯系统包括:油井套管、井下发射电极、地层以及地面接收装置。井下超低频信号在地面的电位分布是十分微弱的,通过检测地面采集点与油井口之间的电压值,地面接收装置实时接收井下发射装置传来的信息。然而,由于套管的屏蔽作用,井下超低频信号穿透套管经过地层的传输后,其强度的衰减是很大的。通过比较井下电天线与磁天线的作用效果后,确立了利用电天线将井下超低频电信号直接耦合至井下套管,这样就会在井下套管壁上形成一定的电位分布。井下仪器利用井下套管作为发射天线,地面接收装置将井下发射信号从地面众多的干扰信号中检测出来。基于电磁场理论计算,本文将围绕井下超低频信号地面接收强度的预测以及如何有效提高地面接收装置信号获取能力等几个方面展开研究。针对超低频信号的传输特性,本文阐述了大量的理论模型。通过有限元方法对井下超低频信号进行了磁场与电场分析,数值计算结果表明,磁天线的作用效应一般远小于电天线。利用ANSYS有限元软件对井下超低频信号的传播规律进行了大量的电场仿真研究,仿真结果表明,井下发射电极极板结构、发射电极极矩、井下仪器位置、井下仪器发射功率、地面接收电极插入地层深度等几方面的因素将对超低频信号的传播以及地面信号的接收产生重要的影响。本文提出了一种有效提高地面信号接收强度的工程实践方法,并进行了相应的数值模拟验证。为了使仿真结果更接近于实际工况,本文同时对井下超低频信号进行了三维仿真分析。最后,基于OFDM通讯方法的思想以及井下高温电路的设计方法,给出了井下超低频载波发射电路设计的介绍。