面向21世紀(jì)，老油田提高采收率及低壓低滲和稠油儲層的高效開發(fā)，特別需要研究和開發(fā)先進(jìn)適用的特殊工藝鉆井技術(shù)；高壓高溫油氣藏，特別是高壓高溫天然氣藏的鉆探與開發(fā)，急需突破高壓高溫鉆井的技術(shù)障礙；深部油氣資源的鉆探與開發(fā)，需要進(jìn)一步研究和發(fā)展深井、超深井鉆井技術(shù)，特別是在深探井的鉆井效率上應(yīng)加大科研與開發(fā)力度。
　　1.高壓高溫鉆井技術(shù)
　　按國際通用概念，地溫超過150℃稱高溫，地層壓力當(dāng)量密度超過1.8g/m3或須用超過70MPa的井口裝置時稱高壓，兩者同時具備的井稱作高壓高溫(HPHT)井。井底溫度超過220℃，井底壓力超過105MPa，稱作超高壓高溫井。天然氣層的溫度較油層的高，地溫梯度一般在3～5℃/100m，5000m的井地溫就可能達(dá)到150～250℃，故天然氣井，特別是深層天然氣井大都是高壓高溫井。高壓高溫井，特別是高壓高溫深探井，是鉆井工程中難度最大、風(fēng)險(xiǎn)最高、工程費(fèi)用也最高的一種苛刻井。例如北海中央地塹的一口5000m探井，鉆井費(fèi)用近2000萬美元，開發(fā)井也不低于1200萬美元；南海崖城21―1構(gòu)造的3口探井，前兩口井未鉆達(dá)設(shè)計(jì)目的層，經(jīng)濟(jì)損失較大。
　　高壓高溫鉆井技術(shù)是勘探開發(fā)高壓高溫油氣藏的關(guān)鍵技術(shù)，也是代表21世紀(jì)鉆井技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。
　　2.深井、超深井鉆井技術(shù)
　　深井是指完鉆井深為4500～6000 m的井；超深井是指完鉆井深為6000m以上的井。深井、超 深井鉆井技術(shù)是勘探和開發(fā)深部油氣等資源必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。進(jìn)入21世紀(jì)，我國西部及東部深層鉆探工作將進(jìn)一步加強(qiáng)，需要完成的深井、超深井?dāng)?shù)將進(jìn)一步增加。我國深井、超深井比較集中的地區(qū)有塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、四川盆地及柴達(dá)木盆地等。實(shí)踐證明，由于深井、超深井地質(zhì)情況復(fù)雜(諸如山前構(gòu)造、高陡構(gòu)造、難鉆地層、多壓力系統(tǒng)及不穩(wěn)定巖層等，有些地層也存在高壓高溫效應(yīng))，我國在這些地區(qū)(或其他類似地區(qū))的深井、超深井鉆井技術(shù)尚未過關(guān)，表現(xiàn)為井下復(fù)雜與事故頻繁，建井周期長，工程費(fèi)用高，從而極大地阻礙了勘探開發(fā)的步伐，增加了勘探開發(fā)的直接成本。我國在深井、超深井(主要是深探井)鉆井方面的裝備和技術(shù)水平現(xiàn)狀與美國相比還存在較大的差距，平均建井周期與鉆頭使用量約為美國的兩倍。
　　3.特殊工藝鉆井技術(shù)
　　特殊工藝鉆井主要包括定向井、水平井、叢式井、大位移井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井及欠平衡鉆井等，在世界范圍內(nèi)這些特殊工藝鉆井技術(shù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，并且仍在深入研究與試驗(yàn)，以刷新技術(shù)指標(biāo)。目前，我國已基本掌握了定向井、水平井及叢式井鉆井技術(shù)，但是，對復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、大位移井及欠平衡鉆井的研究仍比較薄弱。
　　大位移井是指水平位移與垂深之比等于或大于2的定向井。鉆大位移井的主要目的，就是通過大位移延伸實(shí)現(xiàn)對油氣資源的高效勘探與開發(fā)。因此，大位移井鉆井的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)是水平位移的長度。在海洋、灘海及特殊區(qū)域的油氣勘探與開發(fā)工程中，應(yīng)用大位移井鉆井技術(shù)，可獲得明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
　　復(fù)雜結(jié)構(gòu)井，主要是指多分支井，可從一個主井筒內(nèi)側(cè)鉆出若干個分支井筒，并且各分支井都能重入和投產(chǎn)。如果各分支井都是水平井，則稱為多分支水平井。多分支井既可鉆新井，也可用于老井側(cè)鉆，但只適用于油氣開發(fā)目的。由于多分支水平井克服了常規(guī)水平井“一井一層”的不足，可實(shí)現(xiàn)“一井多層”，并共用一個主井筒及地面采油設(shè)施，鉆井費(fèi)用少，故單井產(chǎn)量高，提高采收率效果好。多分支井與我國陸相沉積油層薄及油層多的特點(diǎn)相適應(yīng)，對老油田穩(wěn)產(chǎn)及低壓低滲和稠油油藏的高效開發(fā)具有重要意義。
　　所謂欠平衡鉆井就是人為地使井內(nèi)流體的有效流動壓力低于地層孔隙壓力的鉆井方式。在鉆進(jìn)過程中允許地層流體進(jìn)入井內(nèi)，循環(huán)出井，并在地面得到控制。欠平衡鉆井有利于發(fā)現(xiàn)低壓儲層，避免對儲層的損害，并且能夠提高機(jī)械鉆速，降低鉆井費(fèi)用，還可減少儲層增產(chǎn)作業(yè)等。美國的調(diào)查結(jié)果表明，石油公司對欠平衡鉆井能夠有效地減輕或避免儲層傷害最感興趣，而技術(shù)服務(wù)公司則更關(guān)注欠平衡鉆井的高效率。欠平衡鉆井是一種高風(fēng)險(xiǎn)的鉆井作業(yè)，容易引發(fā)井壁失穩(wěn)和井噴事故，必須具有相應(yīng)的套管程序和增加一整套地面控制裝置，故所需費(fèi)用一般較近平衡鉆井要高。在“九五”期間，我國已經(jīng)鉆探了一批欠平衡井，但所用的主要裝備是進(jìn)口的，并且對欠平衡鉆井的機(jī)理認(rèn)識還不夠深入。
　　4.三維可控與可視化鉆井技術(shù)
　　實(shí)鉆井眼軌跡通常是在復(fù)雜的三維地層空間中變化，看不見、摸不著，尤其是在叢式定向井、水平井、大位移井及復(fù)雜結(jié)構(gòu)井等特殊工藝鉆井中，如何有效地測量和控制實(shí)鉆井眼的軌跡變化與穩(wěn)定，甚至達(dá)到“看著打，隨意打”的理想目標(biāo)，是油氣鉆井向自動化和智能化方向發(fā)展的重要研究課題之一。經(jīng)過不斷地研究，在20世紀(jì)90年代國內(nèi)外就已經(jīng)掌握了井下動力導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)及可變徑穩(wěn)定器等技術(shù)。同時，國外又進(jìn)一步研制成功了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，例如貝克休斯（Baker Hughes）的Auto Track RCLS 系統(tǒng)，斯侖貝謝(Shlumberger)的Power Drive S