随着人们对油气资源需求的增大,针对海洋油气资源的开发越来越受到重视。海上钻井施工空间有限,环保法律法规要求严厉,返排液需收集处理,因此,迫切地需求新型钻井技术。针对超临界二氧化碳钻井在陆上应用的探索研究证实了其在破岩提速、储层保护方面的优势,但海洋钻井工况下海水温度从海面至泥线逐渐降低,井身结构与陆上存在明显差异,并且其对井筒流场的影响作用规律尚未被揭示。为此,本文首先通过文献调研,得到海水的对流换热系数计算方法。优选井筒流场与传热计算模型,实现对流场压力参数、温度参数与二氧化碳物性参数的耦合计算与分析。并将海洋钻井工况下的二氧化碳井筒流动规律与陆地钻井下的研究结果进行对比,还将结合海洋常规钻井液的井筒温度压力变化规律,分析二氧化碳作为循环流体在海洋钻井领域的适用性,进而为二氧化碳海洋钻井提供技术支撑。研究结果表明:二氧化碳钻井液在海洋钻井中的物性变化与现有的陆地钻井井筒物性变化相似,并在较长段环空内保持超临界态。不同排量的井筒对其物性参数影响不大,但循环压耗随排量增大而明显增大。二氧化碳初始注入温度越高,井筒中钻柱内压力显著升高,其超临界点所在位置也有小幅度升高。较大的初始注入温度会导致二氧化碳密度降低。井筒环空回压越大,井内压力变化越大,会导致二氧化碳的密度增加。当外界海水温度较低时,二氧化碳达到超临界态的位置也越深,因此注意保温层和隔水管也是二氧化碳海洋钻井应用的重要环节。通过与海洋常规钻井液的性能对比,二氧化碳在环空中随温度变化幅度较小,并且能在较长井段保持超临界状态,具有较好的携岩效率。