本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種時(shí)頻電磁勘探系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)采集方法，該系統(tǒng)包括布設(shè)于油井井口設(shè)定范圍內(nèi)的地上激發(fā)源，用于向目標(biāo)勘探區(qū)域發(fā)射時(shí)頻電磁勘探信號(hào)；用于向地上激發(fā)源供電的地面供電系統(tǒng)；布設(shè)于油井中的可縱向移動(dòng)的陣列式時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集目標(biāo)勘探區(qū)域在時(shí)頻電磁勘探信號(hào)激勵(lì)作用下的電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)；上位機(jī)，用于將電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)處理成時(shí)頻電磁勘探結(jié)果。本申請(qǐng)實(shí)施例中，由于相對(duì)于井中地面上空間極其開闊，而地上激發(fā)源更有條件發(fā)射出足夠大功率的激發(fā)信號(hào)，從而數(shù)據(jù)采集裝置可接收到信噪比更高的目標(biāo)勘探區(qū)域的電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)，或埋藏更深或離井更遠(yuǎn)的地質(zhì)目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)。