直井 井眼沿鉛直方向鉆進並在規定的井斜角和方位角範圍內鉆達目的層位，對井眼曲率和井底相對於井口的水平位移也有壹定的要求(圖1)。生產井井底水平位移過大，會打亂油田開發的布井方案；探井井底水平位移過大，有可能鉆不到預期的目的層。井的全角變化率過大會增加鉆井和采油作業的困難，易導致井下事故。影響井斜角和方位角的因素有：地質條件，鉆具組合，鉆井技術措施，操作技術以及設備安裝質量等。為防止井斜角和井眼曲率過大，必須選用合理的下部鉆具組合。常用的有剛性滿眼鉆具組合（圖2）和鐘擺鉆具組合(圖3)兩種。前者可采用較大的鉆壓鉆進,有利於提高鉆速,井眼曲率較小，但不能糾斜,後者需控制壹定的鉆壓,響鉆速，但可用來糾斜。
定向井 沿預先設計的井眼方向(井斜角和方位角)鉆達目的層位的井。主要用於：①受地面地形限制，如油田埋藏在城鎮、高山、湖泊或良田之下；②海上叢式鉆井；③因地質構造特殊（如斷層、裂縫層，或地層傾角太大等）的需要，鉆定向井有利於油、氣藏的勘探開發；④處理井下事故，如側鉆，為制止井噴著火而鉆的救險井等。
定向井的剖面設計，壹般由直井段、造斜段、穩斜段和降斜段組成。造斜和扭方位井段常用井下動力鉆具(渦輪鉆具或螺桿鉆具) 加彎接頭組成的造斜鉆具（圖4）。當井眼斜度最後達到或接近水平時，稱為水平井。定向鉆進時，必須經常監測井眼的斜度和方位，隨時繪出井眼軌跡圖，以便及時調整。常用的測斜儀有單點、多點磁力照相測斜儀和陀螺測斜儀。近年來，還使用隨鉆測斜儀，不需起鉆就可隨時了解井眼的斜度和方位，按信號傳輸方式分有線及無線兩種，前者用電纜傳輸信號，後者用泥漿脈沖、電磁、聲波等。
叢式井 又稱密集井、成組井(圖5), 在壹個位置和限定的井場上向不同方位鉆數口至數十口定向井，使每口井沿各自的設計井身軸線分別鉆達目的層位，通常用於海上平臺或城市、良田、沼澤等地區，可節省大量投資，占地少，並便於集中管理。
噴射鉆井 將泥漿泵輸送的高壓泥漿通過鉆頭噴嘴形成高速沖擊射流（通常在m/s以上）,直接作用於井底，充分利用水力能量（壹般使泵水功率的50％以上作用於井底）,使巖屑及時沖離井底或直接破碎地層,可大幅度提高鉆井速度。合理的工作方式是采用較高的泵壓、較低的排量和較小的鉆頭噴嘴直徑。
優選參數鉆井 在分析已鉆井資料的基礎上，以電子計算機為手段，用最優化的方法，將影響鉆井速度的各種可控因素（例如鉆頭類型、鉆壓、轉速、泥漿性能、水力因素等），根據最低成本原則建立數學模型，編成計算程序。進行優選配合，使鉆井工作實現優質、快速、低成本。
地層孔隙壓力預測和平衡壓力鉆井 用地震、測井和鉆進時的資料（機械鉆速、頁巖密度、泥漿比重、溫度等）進行綜合分析，預測地層孔隙壓力和判斷可能出現的異常壓力地層，及時采取措施以防止突然發生井噴、井漏和井塌等井下復雜情況。根據已知的地層孔隙壓力和地層破裂壓力，確定合理的泥漿比重和套管程序。在井內泥漿液柱壓力和地層孔隙壓力近似平衡的條件下進行鉆井，稱平衡壓力鉆井。可顯著提高鉆速，也有利於發現油、氣藏。
井控技術 當鉆達異常高壓地層而發生泥漿氣侵或井湧時，用計算方法和恰當的技術措施，調整泥漿比重和流動特性，配合使用液動高壓防噴設備進行控制和排除井內溢流，以防止井噴。
取巖心技術 按設計要求從井下鉆取所需層位的巖石樣品（巖心），為勘探和開發油、氣藏取得第壹性資料。常用的取心工具主要由取心鉆頭、巖心筒、巖心抓和接頭等部件組成，取心鉆進時，鉆頭連續呈環形切削井底的巖石，使鉆成的柱狀巖心不斷進入巖心筒。為適應特殊需要，還有密閉取心、保持壓力取心和用於極疏松和破碎地層的取心工具（橡皮套取心工具）等。
勝利油田鉆井院承擔的國家863課題“旋轉導向鉆井系統關鍵技術研究”，經過近3年的攻關，9月底在勝利油田進行了現場測試並取得成功，標誌著該項研究取得突破性進展。
旋轉導向鉆井技術是上世紀末發展起來的壹項自動化鉆井新技術，是降低油氣開發成本、提高油氣采收率的有效技術，被稱為代表了目前鉆井技術最高水平。國際上從上世紀90年代初開始進行旋轉導向鉆井技術的研究開發，先後有20多家公司涉足該技術的研究開發，至今只有3家世界上最大的技術服務公司形成了現場應用能力。
為了適應油氣開發形勢需要、提高國內鉆井技術水平和參與世界範圍內鉆井市場競爭，勝利鉆井院1998年開始進行旋轉導向鉆井技術的前期研究，2002年進入旋轉導向鉆井系統關鍵技術研究和樣機開發階段。鉆井院旋轉導向項目組與西安石油大學建立了聯合開發項目組，實現了技術上的優勢互補。鉆井院與西安石油大學聯手先後進行了上百次的設計更改、幾十次的關鍵單元室內模擬試驗，研究開發了3套旋轉導向鉆井井下工具系統樣機、開展了4輪20多次的地面測試，於2006年8月22日～23日在營12-斜225井上進行了包括旋轉導向鉆井井下工具系統、MWD隨鉆測量系統、信息上傳系統和地面監控系統在內的整個旋轉導向鉆井系統的聯合現場試驗，目的是試驗其在斜井眼中保持原方位實現造斜的功能，試驗實現造斜時的“測、控、儲”以及測試機械結構綜合性能。
下面是更好
海上油氣開發 海上油氣開發與陸地上的沒有很大的不同，只是建造采油平臺的工程耗資要大得多，因而對油氣田範圍的評價工作要更加慎重。要進行風險分析，準確選定平臺位置和建設規模。避免由於對地下油藏認識不清或推斷錯誤，造成損失。60年代開始，海上石油開發有了極大的發展。海上油田的采油量已達到世界總采油量的20％左右。形成了整套的海上開采和集輸的專用設備和技術。平臺的建設已經可以抗風、浪、冰流及地震等各種災害，油、氣田開采的水深已經超過200米。
當今世界上還有不少地區尚未勘探或充分勘探，深部地層及海洋深水部分的油氣勘探剛剛開始不久，還會發現更多的油氣藏，已開發的油氣藏中應用提高石油采收率技術可以開采出的原油數量也是相當大的；這些都預示著油、氣開采的科學技術將會有更大的發展。
石油是深埋在地下的流體礦物。最初人們把自然界產生的油狀液體礦物稱石油，把可燃氣體稱天然氣，把固態可燃油質礦物稱瀝青。隨著對這些礦物研究的深入，認識到它們在組成上均屬烴類化合物，在成因上互有聯系,因此把它們統稱為石油。1983年9月第11次世界石油大會提出，石油是包括自然界中存在的氣態、液態和固態烴類化合物以及少量雜質組成的復雜混合物。所以石油開采也包括了天然氣開采。
石油在國民經濟中的作用 石油是重要能源，同煤相比，具有能量密度大（等重的石油燃燒熱比標準煤高50％）、運輸儲存方便、燃燒後對大氣的汙染程度較小等優點。從石油中提煉的燃料油是運輸工具、電站鍋爐、冶金工業和建築材料工業各種窯爐的主要燃料。以石油為原料的液化氣和管道煤氣是城市居民生活應用的優質燃料。飛機、坦克、艦艇、火箭以及其他航天器，也消耗大量石油燃料。因此，許多國家都把石油列為戰略物資。
20世紀70年代以來，在世界能源消費的構成中，石油已超過煤而躍居首位。1979年占45％，預計到21世紀初，這種情況不會有大的改變。石油制品還廣泛地用作各種機械的潤滑劑。瀝青是公路和建築的重要材料。石油化工產品廣泛地用於農業、輕工業、紡織工業以及醫藥衛生等部門，如合成纖維、塑料、合成橡膠制品，已成為人們的生活必需品。
1982年世界石油產量為26.44億噸，天然氣為15829億立方米。1973年以來，三次石油漲價和1982年的石油落價，都引起世界經濟較大的波動（見世界石油工業）。
油氣聚集和驅動方式 油氣在地殼中生成後，呈分散狀態存在於生油氣層中，經過運移進入儲集層，在具有良好保存條件的地質圈閉內聚集，形成油氣藏。在壹個地質構造內可以有若幹個油氣藏，組合成油氣田。
儲層 貯存油氣並能允許油氣流在其中通過的有儲集空間的巖層。儲層中的空間,有巖石碎屑間的孔隙,巖石裂縫中的裂隙，溶蝕作用形成的洞隙。孔隙壹般與沈積作用有關，裂隙多半與構造形變有關，洞隙往往與古巖溶有關。空隙的大小、分布和連通情況，影響油氣的流動，決定著油氣開采的特征（見石油開發地質）。
油氣驅動方式 在開采石油的過程中，油氣從儲層流入井底,又從井底上升到井口的驅動方式。主要有:①水驅油藏，周圍水體有地表水流補給而形成的靜水壓頭；②彈性水驅，周圍封閉性水體和儲層巖石的彈性膨脹作用；③溶解氣驅，壓力降低使溶解在油中的氣體逸出時所起的膨脹作用；④氣頂驅，存在氣頂時，氣頂氣隨壓力降低而發生的膨脹作用;⑤重力驅,重力排油作用。當以上天然能量充足時，油氣可以噴出井口；能量不足時，則需采取人工舉升措施，把油流驅出地面（見自噴采油法，人工舉升采油法）。
石油開采的特點 與壹般的固體礦藏相比，有三個顯著特點：①開采的對象在整個開采的過程中不斷地流動，油藏情況不斷地變化，壹切措施必須針對這種情況來進行，因此，油氣田開采的整個過程是壹個不斷了解、不斷改進的過程；②開采者在壹般情況下不與礦體直接接觸。油氣的開采，對油氣藏中情況的了解以及對油氣藏施加影響進行各種措施，都要通過專門的測井來進行；③油氣藏的某些特點必須在生產過程中，甚至必須在井數較多後才能認識到，因此，在壹段時間內勘探和開采階段常常互相交織在壹起（見油氣田開發規劃和設計）。
要開發好油氣藏，必須對它進行全面了解，要鉆壹定數量的探邊井，配合地球物理勘探資料來確定油氣藏的各種邊界（油水邊界、油氣邊界、分割斷層、尖滅線等）；要鉆壹定數量的評價井來了解油氣層的性質（壹般都要取巖心），包括油氣層厚度變化，儲層物理性質，油藏流體及其性質,油藏的溫度、壓力的分布等特點,進行綜合研究，以得出對於油氣藏的比較全面的認識。在油氣藏研究中不能只研究油氣藏本身，而要同時研究與之相鄰的含水層及二者的連通關系（見油藏物理）。
在開采過程中還需要通過生產井、註入井和觀察井對油氣藏進行開采、觀察和控制。油、氣的流動有三個互相聯接的過程：①油、氣從油層中流入井底；②從井底上升到井口；③從井口流入集油站，經過分離脫水處理後，流入輸油氣總站，轉輸出礦區（見油藏工程）。
石油開采技術
測井工程 在井筒中應用地球物理方法，把鉆過的巖層和油氣藏中的原始狀況和發生變化的信息，特別是油、氣、水在油藏中分布情況及其變化的信息，通過電纜傳到地面,據以綜合判斷,確定應采取的技術措施（見工程測井，生產測井，飽和度測井）。
鉆井工程 在油氣田開發中，有著十分重要的地位，在建設壹個油氣田中，鉆井工程往往要占總投資的50％以上。壹個油氣田的開發，往往要打幾百口甚至幾千口或更多的井。對用於開采、觀察和控制等不同目的的井（如生產井、註入井、觀察井以及專為檢查水洗油效果的檢查井等）有不同的技術要求。應保證鉆出的井對油氣層的汙染最少，固井質量高，能經受開采幾十年中的各種井下作業的影響。改進鉆井技術和管理，提高鉆井速度，是降低鉆井成本的關鍵（見鉆井方法，鉆井工藝，完井）。
采油工程 是把油、氣在油井中從井底舉升到井口的整個過程的工藝技術。油氣的上升可以依靠地層的能量自噴，也可以依靠抽油泵、氣舉等人工增補的能量舉出。各種有效的修井措施，能排除油井經常出現的結蠟、出水、出砂等故障，保證油井正常生產。水力壓裂或酸化等增產措施，能提高因油層滲透率太低，或因鉆井技術措施不當汙染、損害油氣層而降低的產能。對註入井來說，則是提高註入能力（見采油方法，采氣工藝，分層開采技術，油氣井增產工藝）。
油氣集輸工程 是在油田上建設完整的油氣收集、分離、處理、計量和儲存、輸送的工藝技術。使井中采出的油、氣、水等混合流體，在礦場進行分離和初步處理，獲得盡可能多的油、氣產品。水可回註或加以利用，以防止汙染環境。減少無效損耗（見油田油氣集輸）。
石油開采中各學科和工程技術之間的關系見圖。
石油開采
石油開采技術的發展 石油和天然氣的大規模開采和應用，是近百年的事。美國和俄國在19世紀50年代開始了他們各自的近代油、氣開采工業。其他國家稍晚壹些。石油開采技術的發展與數學、力學、地質學、物理學、機械工程、電子學等學科發展有密切聯系。大致可分三個階段：
初期階段 從19世紀末到20世紀30年代。隨著內燃機的出現，對油料提出了迫切的要求。這個階段技術上的主要標誌是以利用天然能量開采為主。石油的采收率平均只有15～20％，鉆井深度不大，觀察油藏的手段只有簡單的溫度計、壓力計等。
第二階段 從30年代末到50年代末，以建立油田開發的理論體系為標誌。主要內容是：①形成了作為鉆井工程理論基礎的巖石力學；②基本確立了油藏物理和滲流力學體系，普遍采用人工增補油藏能量的註水開采技術。在蘇聯廣泛采用了早期註水保持地層壓力的技術，使石油的最終采收率從30年代的15～20％，提高到30％以上，發展了以電測方法為中心的測井技術和鉆4500米以上的超深井的鉆井技術。在礦場集輸工藝中廣泛地應用了以油氣相平衡理論為基礎的石油穩定技術。基本建立了與油氣田開發和開采有關的應用科學和工程技術體系。
第三階段 從60年代開始，以電子計算機和現代科學技術廣泛用於油、氣田開發為標誌，開發技術迅速發展。主要方面有：①建立的各種油層的沈積相模型，提高了預測儲油砂體的非均質性及其連續性的能力，從而能更經濟有效地布置井位和開發工作；②把現代物理中的核技術應用到測井中，形成放射性測井技術，與原有的電測技術, 加上新的生產測井系列,可以用來直接測定油藏中油、氣、水的分布情況，在不同開發階段能采取更為有效的措施；③對油氣藏內部在采油氣過程中起作用的表面現象及在多孔介質中的多相滲流的規律等，有了更深刻的理解，並根據物理模型和數學模型對這些現象由定性進入定量解釋（見油藏數值模擬），試驗和開發了除註水以外提高石油采收率的新技術；④以噴射鉆井和平衡鉆井為基礎的優化鉆井技術迅速發展。鉆井速度有很大的提高。可以打各種特殊類型的井，包括叢式井，定向井，甚至水平井，加上優質泥漿，使鉆井過程中油層的汙染降到最低限度；⑤大型酸化壓裂技術的應用使很多過去沒有經濟價值的油、氣藏，特別是致密氣藏,可以投入開發,大大增加了天然資源的利用程度。對油井的出砂、結蠟和高含水所造成的困難，在很大程度上得到了解決（見稠油開采，油井防蠟和清蠟，油井防砂和清砂，水油比控制）；⑥向油層註蒸汽，熱采技術的應用已經使很多稠油油藏投入開發；⑦油、氣分離技術和氣體處理技術的自動化和電子監控，使礦場油、氣集輸中的損耗降到很低，並能提供質量更高的產品。
靠油藏本身或用人工補給的能量把石油從井底舉升到地面的方法。19世紀50年代末出現了專門開采石油的油井。早期油井很淺，用吊桶汲取。後來井深增加，采油方法逐漸復雜，分為自噴采油法和人工舉升采油法兩類，後者有氣舉采油法和泵抽采油法（又稱深井泵采油法）兩種。
自噴采油法： 當油藏壓力高於井內流體柱的壓力，油藏中的石油通過油管和采油樹自行舉升至井外的采油方法。石油中大量的伴生天然氣能降低井內流體的比重，降低流體柱壓力，使油井更易自噴。油層壓力和氣油比（中國石油礦場習稱油氣比）是油井自噴能力的兩個主要指標。
油、氣同時在井內沿油管向上流動，其能量主要消耗於重力和摩擦力。在壹定的油層壓力和油氣比的條件下，每口井中的油管尺寸和深度不變時，有壹個充分利用能量的最優流速範圍，即最優日產量範圍。必須選用合理的油管尺寸，調節井口節流器（常稱油嘴）的大小，使自噴井的產量與油層的供油能力相匹配，以保證自噴井在最優產量範圍內生產。
為使井口密封並便於修井和更換損壞的部件，自噴井井口裝有專門的采油裝置，稱采油樹（見彩圖）。自噴井的井身結構見圖。自噴井管理方便，生產能力高,耗費小,是壹種比較理想的采油方法。很多油田都采取早期註水、註氣（見註水開采）保持油藏壓力的措施，延長油井的自噴期。
人工舉升采油法： 人為地向油井井底增補能量，將油藏中的石油舉升至井口的方法。隨著采出石油總量的不斷增加，油層壓力日益降低；註水開發的油田，油井產水百分比逐漸增大，使流體的比重增加，這兩種情況都使油井自噴能力逐步減弱。為提高產量，需采取人工舉升法采油（又稱機械采油），是油田開采的主要方式，特別在油田開發後期，有泵抽采油法和氣舉采油法兩種。
氣舉采油法： 將天然氣從套管環隙或油管中註入井內，降低井中流體的比重，使井內流體柱的壓力低於已降低了的油層壓力，從而把流體從油管或套管環隙中導出井外。有連續氣舉和間歇氣舉兩類。多數情況下，采用從套管環隙註氣、油管出油的方式。氣舉采油要求有比較充足的天然氣源；不能用空氣，以免爆炸。氣舉的啟動壓力和工作壓力差別較大。在井下常需安裝特制的氣舉閥以降低啟動壓力，使壓縮機在較低壓力下工作,提高其效率,結構和工作原理見圖。在油管外的液面被壓到氣舉閥以下時，氣從A孔進入油管,使管內液體與氣混合,噴出至地面。管內壓力下降到壹定程度時,油管內外壓差使該閥關閉。管外液面可繼續下降。油井較深時，可裝幾個氣舉閥，把液面降至油管鞋，使啟動壓力大為降低。
氣舉采油法：
氣舉井中產出的油、氣經分離後，氣體集中到礦場壓縮機站,經過壓縮送回井口。對於某些低產油井,可使用間歇氣舉法以節約氣量，有時還循環使用活塞氣舉法。
氣舉法有較高的生產能力。井下裝置簡單，沒有運動部件，井下設備使用壽命長，管理方便。雖然壓縮機建站和敷設地面管線的壹次投資高，但總的投資和管理費用與抽油機、電動潛油泵或水力活塞泵比較是最低的。氣舉法應用時間較短，壹般為15～30％左右；單位產量能耗較高，又需要大量天然氣；只適用於有天然氣氣源和具備以上條件的地區內有壹定油層壓力的高產油井和定向井,當油層壓力降到某壹最低值時,便不宜采用；效率較低。
泵抽采油法： 人工舉升采油法的壹種（見人工舉升采油法）。在油井中下入抽油泵，把油藏中產出的液體泵送到地面的方法，簡稱抽油法。此法所用的抽油泵按動力傳動方式分為有桿和無桿兩類。
有桿泵 是最常用的單缸單作用抽油泵（圖1），其排油量取決於泵徑和泵的沖程、沖數。有桿泵分桿式泵、管式泵兩類。壹套完整的有桿泵機組包括抽油機、抽油桿柱和抽油泵（圖2）。
泵抽采油法 泵抽采油法
抽油機主要是把動力機(壹般是電動機)的圓周運動轉變為往復直線運動，帶動抽油桿和泵，抽油機有遊梁式和無遊梁式兩種。前者使用最普遍，中國壹些礦場使用的鏈條抽油機屬後壹種（見彩圖）。抽油桿柱是連接抽油機和抽油泵的長桿柱,長逾千米,因交變載荷所引起的振動和彈性變形，使抽油桿懸點的沖程和泵的柱塞沖程有較大差別。抽油泵的直徑和沖程、沖數要根據每口油井的生產特征，進行設計計算來優選。在泵的入口處安裝氣體分離裝置——氣錨，或者增加泵的下入深度，以降低流體中的含氣量對抽油泵充滿程度（即體積效率）的影響。
泵抽采油法
有桿泵是壹個自重系統,抽油桿的截面增加時,其載荷也隨著增大。各種材質制成的抽油桿的下入深度，都是有極限的，要增加泵的下入深度，主要須改變抽油桿的材質、熱處理工藝和級次。根據抽油桿的彈性和地層流體的特征，在選擇工作制度時，要選用沖程、沖數的有利組合。有桿泵的工作深度在國外已超過 3000m,抽油機的載荷已超過25t，泵的排量與井深有關,有些淺井日排量可以高達400m3,壹般中深井可達200m3,但抽油井的產量主要根據油層的生產能力。有桿抽油機泵組的主要優點是結構簡單,維修管理方便,在中深井中泵的效率為50％左右，適用於中、低產量的井。目前世界上有85％以上的油井用機械采油法生產，其中絕大部分用有桿泵。
無桿泵 適用於大產量的中深井或深井和斜井。在工業上應用的是電動潛油泵、水力活塞泵和水力噴射泵。
電動潛油泵 是壹套多級離心泵和電動機直接連接的機泵組。由動力電纜把電送給井下的電機以驅動離心泵，把井中的流體泵送到地面，由於機泵組是在套管內使用，機泵的直徑受到限制,所以采取細長的形狀（圖3）。為防止井下流體(特別是水)進入電樞使電機失效，需采取特殊的密封裝置，並在泵和電動機的連接部位加裝保護器。泵的排量受井眼尺寸的限制,揚程決定於泵的級數,二者都取決於電動機的功率。電動潛油泵適用於中、高產液量，含氣和砂較少的稀油或含水原油的油井。壹般日排量為100～1000m3、揚程在2000m以內時，效率較高,可用於斜井。建井較簡單，管理方便，免修期較長，泵效率在60％左右；但不適用於高含氣的井和帶腐蝕性流體的井，下井後泵的排量不能調節，機泵組成本較高，起下作業和檢修都比較復雜。
泵抽采油法
水力活塞泵 利用地面泵註入液體驅動井下液壓馬達帶動井下泵，把井下的液體泵出地面。水力活塞泵的工作原理與有桿泵相似，只是往復運動用液壓馬達和換向閥來實現（圖 4）。水力活塞泵的井下泵有單作用和雙作用兩種，地面泵都用高壓柱塞泵。流程有兩種：①開式流程。單管結構，以低粘度原油為動力液，既能減少管道摩擦阻力，又可降低抽出油的粘度，並與采出液混在壹起采出地面。②閉式流程。用輕油或水為動力液,用水時要增添潤滑劑和防腐劑,自行循環不與產出的液體相混，工作過程中只需作少量的補充。水力活塞泵可以單井運轉，也可以建泵組集中管理，排量適應範圍寬，從每日幾十到上千立方米等，適用於深井、高揚程井、稠油井、斜井。優點是可任意調節排量，起下泵可不起油管，操作和管理方便。泵效率可達85％以上。缺點是地面要多建壹條高壓管線,動力液要處理,增加了建井和管理成本。
泵抽采油法
水力射流泵 帶有噴嘴和擴散器的抽油泵（圖5）。水力射流泵沒有運動零件,結構簡單,成本低，管理方便，但效率低，不高於30～35％，造成的生產壓差太小，只適用於高壓高產井。壹般僅在水力活塞泵的前期即油井的壓力較高、排量較大時使用；當壓力降低、排量減少時，改用水力活塞泵。