面向21世紀，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)先進適用的特殊工藝鉆井技術；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障礙；深部油氣資源的鉆探與開發(fā)，需要進一步研究和發(fā)展深井、超深井鉆井技術，特別是在深探井的鉆井效率上應加大科研與開發(fā)力度。
　　1.高壓高溫鉆井技術
　　按國際通用概念，地溫超過150℃稱高溫，地層壓力當量密度超過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、風險最高、工程費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構造的3口探井，前兩口井未鉆達設計目的層，經濟損失較大。
　　高壓高溫鉆井技術是勘探開發(fā)高壓高溫油氣藏的關鍵技術，也是代表21世紀鉆井技術發(fā)展水平的重要標志之一。
　　2.深井、超深井鉆井技術
　　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 深井鉆井技術是勘探和開發(fā)深部油氣等資源必不可少的關鍵技術。進入21世紀，我國西部及東部深層鉆探工作將進一步加強，需要完成的深井、超深井數將進一步增加。我國深井、超深井比較集中的地區(qū)有塔里木盆地、準噶爾盆地、四川盆地及柴達木盆地等。實踐證明，由于深井、超深井地質情況復雜(諸如山前構造、高陡構造、難鉆地層、多壓力系統及不穩(wěn)定巖層等，有些地層也存在高壓高溫效應)，我國在這些地區(qū)(或其他類似地區(qū))的深井、超深井鉆井技術尚未過關，表現為井下復雜與事故頻繁，建井周期長，工程費用高，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水平現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
　　特殊工藝鉆井主要包括定向井、水平井、叢式井、大位移井、復雜結構井及欠平衡鉆井等，在世界范圍內這些特殊工藝鉆井技術的研究與應用已經比較成熟，并且仍在深入研究與試驗，以刷新技術指標。目前，我國已基本掌握了定向井、水平井及叢式井鉆井技術，但是，對復雜結構井、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現對油氣資源的高效勘探與開發(fā)。因此，大位移井鉆井的關鍵技術指標是水平位移的長度。在海洋、灘海及特殊區(qū)域的油氣勘探與開發(fā)工程中，應用大位移井鉆井技術，可獲得明顯的經濟和社會效益。
　　復雜結構井，主要是指多分支井，可從一個主井筒內側鉆出若干個分支井筒，并且各分支井都能重入和投產。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，可實現“一井多層”，并共用一個主井筒及地面采油設施，鉆井費用少，故單井產量高，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相適應，對老油田穩(wěn)產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。在鉆進過程中允許地層流體進入井內，循環(huán)出井，并在地面得到控制。欠平衡鉆井有利于發(fā)現低壓儲層，避免對儲層的損害，并且能夠提高機械鉆速，降低鉆井費用，還可減少儲層增產作業(yè)等。美國的調查結果表明，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，而技術服務公司則更關注欠平衡鉆井的高效率。欠平衡鉆井是一種高風險的鉆井作業(yè)，容易引發(fā)井壁失穩(wěn)和井噴事故，必須具有相應的套管程序和增加一整套地面控制裝置，故所需費用一般較近平衡鉆井要高。在“九五”期間，我國已經鉆探了一批欠平衡井，但所用的主要裝備是進口的，并且對欠平衡鉆井的機理認識還不夠深入。
　　4.三維可控與可視化鉆井技術
　　實鉆井眼軌跡通常是在復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、大位移井及復雜結構井等特殊工藝鉆井中，如何有效地測量和控制實鉆井眼的軌跡變化與穩(wěn)定，甚至達到“看著打，隨意打”的理想目標，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。經過不斷地研究，在20世紀90年代國內外就已經掌握了井下動力導向鉆井系統及可變徑穩(wěn)定器等技術。同時，國外又進一步研制成功了旋轉導向鉆井系統，例如貝克休斯（Baker Hughes）的Auto Track RCLS 系統，斯侖貝謝(Shlumberger)的Power Drive S