随着世界油气资源的大量开采和消耗，陆上未勘探和开发的领域越来越少，海洋油气开发将成为全球能源开发的一个重要领域，在深海领域内的石油勘探开发是世界海洋石油天然气工业发展的总趋势。然而，深水钻井面临着用常规钻井装备和常规钻井工艺难以克服的技术难题。 双梯度钻井技术是一种新的深水钻井技术，解决了深水钻井中由于地层破裂压力与孔隙压力之间梯度较小带来的一系列技术难题，在深水钻井中有着很好的应用前景。本文对其中的两种方法，即海底泥浆举升双梯度钻井和注空心球双梯度钻井，进行了详细的工艺研究，探讨了它们与常规钻井的不同之处，以及每种方法的关键技术；考虑深水钻井中温度和压力对钻井液性能的影响，结合两种双梯度钻井方法的工艺特点，推导出了这两种钻井方案的温度分布模型、温度和压力影响下的钻井液流变参数以及钻井液密度的计算公式，推导出两种钻井方法的连续性方程、动量方程以及水力参数计算模型；得到了双梯度钻井幂律流变模式下的水力参数优化设计方法；在理论研究的基础上，编制了双梯度钻井水力参数计算软件，并用国外文献中的数据对软件进行了验证，结果表明，利用本文的程序计算得到的结果与文献数据比较吻合，证明软件可用于指导生产中的水力参数设计。