垂直井眼是垂直鉆進，在規定的傾角和方位角內到達目的層，對井眼曲率和井底相對井口的水平位移也有壹定要求(圖1)。生產井底水平位移過大，會打亂油田開發的布井方案；探井底部水平位移過大，可能鉆不到預期目的層。過大的井全角變化率會增加鉆井和采油的難度，容易導致井下事故。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、操作工藝和設備安裝質量。為了防止井斜角和井眼曲率過大，必須選擇合理的BHA。有兩種常用類型:剛性孔眼鉆井組件(圖2)和鐘擺鉆井組件(圖3)。前者可采用較大的WOB鉆井，有利於提高機械鉆速，井眼曲率小，但不能糾斜。後者需要控制壹定的WOB來提高鉆速，但可以用來糾偏。
定向井是沿著預先設計的鉆孔方向(傾角和方位角)鉆到目標層位的井。主要用於:①受地面地形限制，如埋在城鎮、山區、湖泊或良田下的油田；②海上叢式鉆井；(3)由於特殊的地質構造(如斷層、破碎層或傾角過大等。)，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、為阻止井噴著火而鉆的救援井等。
定向井剖面設計壹般由垂直段、造斜段、穩定段和傾斜段組成。由井下動力鉆具(渦輪鉆具或螺桿鉆具)的彎曲接頭組成的傾斜鉆具，常用於偏斜和扭曲井段(圖4)。當井斜最終達到或接近水平時，稱為水平井。定向鉆進時，必須經常監測鉆孔的傾斜度和方位，並隨時繪制鉆孔軌跡圖，以便及時調整。常用的測斜儀有單點和多點磁攝像測斜儀和陀螺測斜儀。近年來，隨鉆測斜儀也被用來在不起鉆的情況下隨時了解鉆孔的傾斜和方位。根據信號傳輸方式，有有線和無線兩種。前者利用電纜傳輸信號，後者利用泥漿脈沖、電磁、聲波。
叢式井，也稱為密井和分組井(圖5)，用於在壹個位置和有限的井場從不同方向鉆幾口到幾十口定向井，使每口井都能沿著自己的設計井軸到達目的層。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，便於集中管理。
噴射鉆井由泥漿泵輸送的高壓泥漿形成高速沖擊射流(壹般在m/s以上)，直接作用於井底，充分利用水力能量(壹般50%以上的泵送功率作用於井底)，使鉆屑及時從井底沖走或直接破開地層，可大大提高鉆井速度。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。
在分析鉆井資料、優化鉆井參數的基礎上，以電子計算機為手段，運用優化方法，將各種可控因素(如鉆頭類型、WOB、轉速、泥漿性能、水力因素等。)等影響鉆井速度的因素，並編制了計算程序。優化配合，使鉆井工作達到高質量、高速度、低成本。
地層孔隙壓力預測和平衡壓力鉆井綜合分析數據(機械鉆速、頁巖密度、泥漿比重、溫度等。)地震、測井、鉆井過程中，預測地層孔隙壓力，判斷可能的異常壓力地層，及時采取措施，防止井噴、井漏、井塌等井下突發並發癥。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。當井內泥漿柱壓力與地層孔隙壓力大致平衡時，鉆井稱為平衡壓力鉆井。可以顯著提高機械鉆速，也有利於發現油氣藏。
井控技術當鉆遇異常高壓地層，發生泥漿氣侵或井湧時，采用計算方法和相應的技術措施，調整泥漿比重和流動特性，利用水力高壓防噴設備控制和消除井內溢流，防止井噴。
根據設計要求，從地下鉆取所需層位的巖樣(巖心)，為油氣勘探開發獲取原始數據。常用的取心工具主要由取心鉆頭、巖心筒、巖心爪和接頭組成。取心鉆進時，鉆頭不斷環形切削井底巖石，使鉆出的柱狀巖心不斷進入巖心筒。為了滿足特殊需要，有密封取心、保壓取心和用於極松散破碎地層的取心工具(橡膠取心工具)。