当今陆地石油储量逐渐减小,海洋油气勘探已成为目前研究的重点对象。深水钻井是深水油气资源开发非常重要的环节,随着水深不断增加,深水钻井的作业难度也不断加大。其中影响深水钻井的一个关键因素就是温度,在深水钻井过程中井筒温度场变化复杂,因此精准预测深水环境下井筒温度场对防止井下事故尤为重要。本文首先通过能量守恒定律、传热学理论结合深水条件的相关特点建立深水钻井井筒非稳态传热模型,采用全隐式差分的方法对模型进行离散,最后用高斯-赛德尔迭代求解,对影响温度场的相关参数进行敏感性分析,应用MATLAB编制出计算深水钻井井筒温度场程序。其次,为防止深水钻井过程中井壁坍塌、破裂等问题,需要预测井壁坍塌压力与破裂压力,以往对于井壁稳定性的研究没有考虑温度变化产生的热应力对井壁的影响,而热应力的影响是不可忽略的。因此需要通过建立井壁与地层温度场求解井壁与地层温度,从而结合热弹塑性理论计算不同循环时间下的井周应力,针对井底附加热应力对坍塌压力、破裂压力的影响,得出钻井液安全密度窗口。最后,通过岩石强度受温度影响的岩石力学实验,改变温度变化测量可钻性实验以及机械钻速研究温差对可钻性以及钻速的影响,宏观的确定温度对岩石强度的影响;再结合经验公式计算声波时差建立温差与弹性模量、泊松比之间的关系,从而从理论上确定温度的改变对地层参数的影响。将温度的改变对地层参数的影响考虑到井壁稳定性的研究,得出精确的钻井液安全密度窗口,为现场作业提供指导。