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海底技術とは、特に沖合、深海、または海底において、完全に水没した海洋機器、作業、または用途を指します。海底という用語は、海洋学、海洋工学、海洋探査、遠隔操作型無人潜水機（ROV） 、自律型無人潜水機（AUV）、海底通信ケーブルまたは送電ケーブル、水中居住施設、海底鉱物採掘、 石油・ガス、洋上風力発電などに関連してよく用いられます。
世界中の多くの内陸水域や沖合域の下には石油・ガス田が存在し、石油・ガス業界では「海底」という用語は、これらの海底にある油田やガス田の探査、掘削、開発に関連しています。[ 1 ]海底油田や施設は、一般的に「海底油井」、「海底油田」、 「海底プロジェクト」 、「海底開発」などの「海底」という接頭辞を使用して呼ばれます。
海底油田開発は、必要な設備やアプローチの違いを区別するために、通常は浅水域と深水域のカテゴリーに分けられます。浅水域または棚域という用語は、ジャッキアップ式掘削リグや固定式海洋構造物などの海底設置型設備が使用でき、飽和潜水が可能な非常に浅い水深に使用されます。深水域という用語は、水深が約600 フィート (180 m)を超える海域にある海洋プロジェクトを指す場合によく使用され、[ 2 ]浮体式掘削船や浮体式石油プラットフォームが使用され、有人潜水が実用的ではないため、遠隔操作式水中無人機が必要となります。
海底油井の完成は、1943年のエリー湖での完成に遡ることができ、水深は35フィート（11メートル）でした。この油井には陸上型のクリスマスツリーがあり、設置、メンテナンス、およびフローラインの接続にはダイバーの介入が必要でした。[ 3 ]シェルは1961年にメキシコ湾で最初の海底油井を完成させました。[ 4 ]
海底石油生産システムは、固定プラットフォーム、FPSO 、または陸上設備に接続されたフローラインを備えた単一の衛星井戸から、テンプレート上またはマニホールドの周りに集まった複数の井戸から、固定または浮体式設備、または陸上設備に直接移送されるまで、複雑さが異なります。[ 5 ]
海底生産システムは、複数の場所から井戸を掘削する必要がある貯留層、または貯留層の一部を開発するために使用できます。深海条件、あるいは超深海条件でも、水深のために鋼杭ジャケットなどの従来の地上設備が技術的に実現不可能または非経済的になる可能性があるため、海底生産システムによる油田開発が必然的に必要となる場合があります。[ 5 ]
海底油田・ガス田の開発には、特殊な設備が必要です。これらの設備は、環境を保護し、海底炭化水素の採掘を経済的に実現可能にするのに十分な信頼性を備えている必要があります。こうした設備の展開には、特殊で高価な船舶が必要となり、比較的浅い水深（最大数百フィート）での作業には潜水装置、より深い水深での作業にはロボット装置を装備する必要があります。そのため、設置済みの海底設備の修理や介入が必要となる場合、通常は莫大な費用がかかります。こうした費用は、海底開発の経済的失敗につながる可能性があります。
海洋石油・ガス生産における海底技術は、高度なエンジニアリングとシミュレーションに対する特別な要求を伴う、高度に専門化された応用分野です。新しい油田のほとんどは深海に位置しており、一般的に深海システムと呼ばれています。これらの油田の開発では、さまざまなシステムの機能と、現在の要件および仕様への適合性を検証するための厳格な要件が課せられます。これは、高度な搭載機器を備えた特殊な船舶が必要となるため、既存システムを変更するのに多大なコストと時間がかかるためです。フルスケールテスト（システム統合テスト– SIT）では、深海システムの検証を十分に行うことができません。なぜなら、実際的な理由から、テストはシステムが実際に運用される条件と同一の条件下で実施できないからです。そのため、石油業界は、深海システムの仮想テストツールとして最新のデータ技術を採用し、プロジェクトの初期段階でコストのかかる不具合を検出できるようにしています。最新のシミュレーションツールを使用することで、深海システムのモデルを構築し、さまざまな要件仕様に対してシステムの機能と動的特性を検証することができます。これには、環境に配慮した方法でエネルギー資源を開発・生産するための革新的なハイテクプラントおよびシステムソリューションのモデルベース開発、ならびに石油・ガス生産・流通に使用されるコンポーネントおよびシステムの動的挙動の分析・評価が含まれます。また、海底生産、海底掘削、海面上供給、地震探査、海底建設機器、海底プロセス計測・制御機器のシステムのリアルタイム仮想テストも行います。
洋上風力発電の送電インフラでは、海底送電ケーブルやその他の電気エネルギー機器の設置と保守にさまざまな海底技術が利用されています。 [ 6 ] さらに、固定式風力タービンのモノパイル基礎や浮体式風力タービンのアンカーおよびケーブル構造は、さまざまな船舶搭載海底技術で定期的に検査されています。
近年の技術進歩により、遠隔操作型無人探査機（ROV）を用いて有望な鉱山候補地から鉱物サンプルを採取するようになった。ROVはドリルなどの切削工具を用いて、目的の鉱物を分析するためのサンプルを採取する。候補地が特定されると、その地域を採掘するために採掘船または採掘ステーションが設置される。[ 7 ]
海底の巨大硫化物鉱床（硫化物分子にちなんで名付けられ、鉱床の大きさとは関係ない）の海底鉱物採掘は、発展途上の海底鉱物採掘産業である。ノーチラス・ミネラルズ社は、ソルワラ1プロジェクトで銅、金、銀、亜鉛を商業的に探査し、将来的に採掘する計画を立て、新たな産業の確立に着手した。このプロジェクトは、パプアニューギニア近郊のビスマルク海の海面下1マイル（1.6km ）の地点で操業を開始した。本格的に稼働すれば、この事業は世界初の商業深海採掘プロジェクトとなるはずだった。[ 8 ] 2017年に最初の生産が開始される予定だったが、同社はプロジェクトの資金調達に失敗し、2019年に破産した。
遠隔操作型無人潜水機（ROV）は、海底での作業を行うために遠隔操作されるロボット装置です。ROVには、シンプルな「目視」カメラ装置から、複数のオペレーターが操作または「飛行」する必要のある多肢式装置まで、機能や複雑さの異なる様々な種類があります。
海底通信ケーブルの設置に使用されるその他の専門機器としては、特別に設計された船舶、モジュール式バージ、ウォーターポンプ、潜水支援機器、その他深海や沿岸、河川、湖沼での設置作業を円滑に行うための付属品などが挙げられます。このような機器を所有・運用し、世界中でターンキー方式で作業を実施できる専門企業は世界でも数社しかありません。
海底エネルギー技術は、様々な技術戦略を用いて研究が進められていますが、いずれもまだ実用化されておらず、実用的な製品や新たなエネルギー産業にはなっていません。研究対象となっているエネルギー源には、フロリダ海峡とハッテラス岬の間の海域に見られるような急流を利用した、大規模な海流発電などがあります。また、熱水噴出孔からエネルギーを回収して海底海洋調査機器に電力を供給したり、自律走行型水中ビークルの充電技術、海底センサーシステム、環境調査アプリケーションを開発したりする研究やプロジェクトも進められています。その他にも、水深の変化に伴う温度差を利用したエネルギー回収や、海底堆積物中の微生物からエネルギーを生成する微生物燃料電池の研究も行われています。
洋上海底における電気機器への電力供給方法としては、現在、バッテリーの使用、船舶やプラットフォームに設置された化石燃料発電機からの電力供給、あるいは低電力需要の場合は風力、太陽光、波力発電ブイの使用に限られている。
世界中の海底産業には、数多くの専門団体や業界団体が関わっています。こうした団体には以下のようなものがあります。
世界各地の政府機関は、それぞれの領海における規制を管理しています。こうした政府機関の例としては、米国鉱物資源管理局（MMS）、ノルウェー石油総局（NPD）、英国保健安全庁（HSE）などが挙げられます。MMSは、米国における鉱物資源を（連邦規則集（CFR）に基づいて）管理し、米国の海底鉱物資源および再生可能エネルギー資源全般の管理を行っています。