在能源转型和新一轮技术革命加速演进的背景下，油气钻井技术的发展面临着诸多挑战。
随着油气勘探开发向深水、深层、非常规等领域深入，资源品质恶化、作业环境复杂性进一步加剧，开发难度持续增加，这对钻井技术提出了更高要求；
全球能源转型推动了油气产业链的低碳发展，这对钻井技术的发展方向和目标提出了新要求；
数字化和智能化正引领新一轮技术和产业变革，催生重大颠覆性创新，并不断向油气行业渗透融合，要求钻井技术抓住数字化发展机遇。
为了提高适应复杂地层和环境的能力，满足不断提高的生产需求，降低成本，提高效率，促进油气勘探开发的低碳发展，在信息技术、人工智能和新材料等高科技的推动下，钻井技术正朝着高性能、低成本、智能化和绿色环保的方向发展。
经过多年持续研发，中国已经开发出一系列配套的油气钻探技术，基本满足了油气勘探开发的需求。然而，在高性能智能旋转导向系统、超高温井下测量工具和连续管钻井技术方面，中国与国外技术仍存在一定差距。在保障国家能源安全和推动油气高质量发展的要求下，需要加快"两深一非一老"、绿色低碳、数字化等领域关键钻探技术的研究与应用，支撑油气上游领域新质生产力的创造。
要应对深层和超深层油气的高温、高压、高应力挑战，开发深层和超深层优化快速钻井、高温高密度井筒工作液系统以及220摄氏度井下测量控制仪器等钻井技术，以提升在深层和超深层复杂环境中的作业能力；
针对海洋深水钻井作业的高风险性和复杂地质环境，研发了深水压力控制钻井、双梯度钻井和无隔水管钻井等安全钻井技术，以提高海上油气开发的安全性和可靠性；
针对非常规油气开发中效率低下、降本增效困难等挑战，我们研发了5000米长水平井钻井技术、随钻远程探测技术和智能旋转导向系统等，显著降低了吨油成本，实现了页岩和致密低渗透油气藏的经济高效开发；
针对老油田复杂的油气水关系和单井产量低的现状，研究了套管钻井、高级分支钻井、最大储层接触（ERC）钻井、连续管钻井、超短半径径向水平井钻井、老井侧钻和仿生井等钻井技术，以提高单井产量，最大化接触剩余油，从而提高单井整体效率；
聚焦高温地热、干热岩开发、地下空间储能、二氧化碳捕集利用等新能源领域，以及油气开发全过程的节能减排。针对新能源发展需求，开展微波钻井、等离子钻井、U型井钻井和燃料电池钻井设备等特种钻井工艺和低碳钻井技术的研究，以实现油气行业的绿色低碳发展；
聚焦油气行业数字化转型和智能化发展，利用大数据、人工智能和数字孪生等技术，借助自动化钻井设备和高档智能新材料，开发智能钻井技术，实时监测和优化钻井过程，实现油气钻井全自主智能决策和闭环控制。
