Η γεώτρηση βαθέων υδάτων είναι η εξερεύνηση και η εξόρυξη πετρελαίου και φυσικού αερίου σε βάθη πολλών χιλιάδων ποδιών (περίπου χίλια μέτρα) από το 2011. Οι υπεράκτιες γεωτρήσεις πετρελαίου ξεκίνησαν εμπορικά τη δεκαετία του 1890 και, στις αρχές της δεκαετίας του 1970, τα πρώτα πηγάδια ξεπέρασαν τα 1,000 πόδια (305 μέτρα) σε βάθος τρυπήθηκαν. Στις αρχές του 21ου αιώνα, η γεώτρηση άρχισε να φτάνει σε πολλές χιλιάδες πόδια και ένας νέος όρος για το βάθος γεώτρησης γνωστός ως εξαιρετικά βαθύ νερό, που σημαίνει 5,000 πόδια (1,524 μέτρα) ή περισσότερο, έγινε πρακτική πραγματικότητα. Από τον Απρίλιο του 2011, το παγκόσμιο ρεκόρ για την επιτυχημένη γεώτρηση βαθέων υδάτων μιας λειτουργικής υπεράκτιας πετρελαιοπηγής ήταν 10,194 πόδια (3,107 μέτρα) που σημειώθηκε από γεωτρύπανα κατά μήκος της ακτής της Ινδίας. Αυτό αντικαθίσταται, ωστόσο, από μια γεώτρηση, ένα ολοκληρωμένο πηγάδι που δεν είχε ακόμη αξιοποιηθεί πλήρως για πετρέλαιο ή φυσικό αέριο εκείνη τη στιγμή στα ανοικτά των ακτών του ρωσικού νησιού Σαχαλίνη τον Ιανουάριο του 2011 που έφτασε σε βάθος 40,502 ποδιών (12,345 μέτρα). ).
Τόσο η εξερεύνηση πετρελαίου όσο και η γεώτρηση βαθέων υδάτων για την εξερεύνηση φυσικού αερίου έγιναν εφικτές μόνο τον 21ο αιώνα για πολλούς βασικούς λόγους. Πρωταρχικό μεταξύ αυτών είναι η αυξανόμενη τιμή των βασικών προϊόντων ορυκτών καυσίμων στην παγκόσμια αγορά από το 2007 έως το 2008, καθώς και οι εξελίξεις στην τεχνολογία που έχουν κάνει την πρακτική πιο αποδεδειγμένη. Η άνοδος των τιμών του πετρελαίου και του φυσικού αερίου θεωρείται ότι είναι η άμεση αιτία για την αύξηση των εξέδρων γεώτρησης πετρελαίου στον Κόλπο του Μεξικού, που από τρεις εξέδρες το 1992 έφτασε σε 36 συνολικά λειτουργικές εξέδρες μέχρι το έτος 2009. Εκτιμάται ότι Το τρίτο όλων των εξέδρων άντλησης πετρελαίου στον Κόλπο του Μεξικού, που αντιπροσωπεύουν το 20% όλων των εξέδρων πετρελαίου βαθέων υδάτων παγκοσμίως, πραγματοποιούν γεώτρηση σε βάθος μεγαλύτερο των 5,000 ποδιών (1,524 μέτρα).
Ωστόσο, η τεχνολογία για τη γεώτρηση βαθέων υδάτων δεν είναι πλήρως αποδεδειγμένη, όπως αποδεικνύεται από μια από τις μεγαλύτερες πετρελαιοκηλίδες στην παγκόσμια ιστορία. Το ατύχημα του Deepwater Horizon τον Απρίλιο του 2010 χύθηκε περίπου 205,800,000 γαλόνια (779,037,745 λίτρα) πετρελαίου στον Κόλπο του Μεξικού, ή περίπου η μισή ποσότητα πετρελαίου που αγοράζουν οι ΗΠΑ από ξένους προμηθευτές κάθε μέρα. Το γεωτρύπανο Deepwater Horizon εξουσιοδοτήθηκε από την κυβέρνηση των ΗΠΑ να πραγματοποιήσει γεωτρήσεις σε βάθος 18,000 ποδιών (5,486 μέτρα), αλλά υπάρχουν στοιχεία ότι η εταιρεία έκανε πραγματικά γεωτρήσεις σε βάθος 25,000 ποδιών (7,620 μέτρα) όταν συνέβη το ατύχημα.
Η παραγωγή πετρελαίου συνεχίζει να τείνει προς τη γεώτρηση βαθέων υδάτων, ωστόσο, με τις περισσότερες εξέδρες υπερβαθύων υδάτων να αντλούν με πλήρη δυναμικότητα, ενώ έως και το 50% των εξέδρων ρηχών υδάτων σε μεγάλες εταιρείες εξερεύνησης πετρελαίου έχουν παραμείνει σε αδράνεια. Η απίστευτη αύξηση του βάθους λαμβάνεται υπόψη αν σκεφτεί κανείς ότι οι γεωτρήσεις έχουν λάβει χώρα στην περιοχή της Βόρειας Θάλασσας μεταξύ του Ηνωμένου Βασιλείου και της ηπειρωτικής Ευρώπης εδώ και δεκαετίες. Τα κοιτάσματα ρηχών υδάτων, σταθερής πλατφόρμας στη Βόρεια Θάλασσα, τα οποία θεωρούνται πλήρως εκμεταλλευόμενα, έχουν κατά μέσο όρο γεωτρήσεις μόνο σε βάθος 328 ποδιών (100 μέτρα) και εξετάστηκε η γεώτρηση βαθέων υδάτων τη στιγμή που ήταν σε πλήρη παραγωγή. να είναι οτιδήποτε σε βάθος 500 ποδιών (152 μέτρων) ή περισσότερο.