利用石油鉆井設(shè)備從地面開始沿設(shè)計(jì)軌道鉆穿多套地層到達(dá)預(yù)定目的層（油氣層或可能油氣層），形成油氣采出或注入所需流體（水、氣、汽）的穩(wěn)定通道（即油氣井），并在鉆進(jìn)過程中和完鉆后，完成取心、錄井、測(cè)井和測(cè)試工作，取得勘探、開發(fā)和鉆井所需各種信息的系統(tǒng)工程。為了快速地完成一口井的鉆井任務(wù)，施工前必須精心做好鉆井設(shè)計(jì)。鉆井設(shè)計(jì)通常包括鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)和鉆井工程設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，鉆井工程設(shè)計(jì)包括工藝技術(shù)設(shè)計(jì)、工期設(shè)計(jì)和鉆井費(fèi)用預(yù)算等。
鉆進(jìn)包括如下作業(yè)：
（1）接單根。在鉆進(jìn)過程中，由于井在不斷加深，鉆柱也要及時(shí)接長(zhǎng)，每次接入一根鉆桿叫做接單根。通常每根單根長(zhǎng)近10m，打一口井要接很多次單根。用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置時(shí)接立根（一般由三個(gè)單根組成）。
（2）起下鉆。在井底破碎巖石的鉆頭會(huì)逐漸磨損，當(dāng)鉆頭磨損到一定程度后，破巖速度就會(huì)很慢，需要更換新鉆頭。為此，需將鉆柱從井中取出（起鉆），更換新鉆頭后再將新鉆頭及鉆柱下入井內(nèi)（下鉆）。這一過程稱為起下鉆。一口井一般要用多只鉆頭才能鉆成，可能需多次起下鉆。有時(shí)為了處理井下復(fù)雜情況和事故，進(jìn)行測(cè)井、取心等作業(yè)，也需要起下鉆作業(yè)。
（3）固井。一口井在鉆鑿過程所形成的井（筒）壁應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的，才能保證繼續(xù)向下鉆進(jìn)。實(shí)際上，井眼所要穿過的地層性質(zhì)各異：有的地層巖石堅(jiān)硬，井眼形成以后可以維持較長(zhǎng)時(shí)間而不致坍塌；有的地層則很松軟、破碎，巖石極易坍塌落入井內(nèi)；有的地層內(nèi)含高壓油、氣、水等流體；有的地層強(qiáng)度不高，易被壓裂，造成鉆井液漏失；有的地層含有鹽、石膏、芒硝等成分，對(duì)鉆井液產(chǎn)生不良影響等。盡管地層復(fù)雜多變，還是得設(shè)法將這些地層鉆穿。當(dāng)這些地層被鉆穿以后，上述的各種復(fù)雜情況有的可能消失，對(duì)以后的鉆井不再危害，有的則繼續(xù)給鉆井工作造成麻煩，也許會(huì)形成隱患。為了保護(hù)已鉆成的井眼和使以后的鉆井工作順利進(jìn)行，或?yàn)樯a(chǎn)造成通路，防止各層間竄通，需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)圻M(jìn)行加固，稱為固井。固井的方法是將套管下入井中，并在井眼與套管之間的環(huán)形空間內(nèi)灌注水泥漿（在套管的下段部分或全部環(huán)空）從而將套管和地層固結(jié)在一起，隔開某些地層。然后用較小的鉆頭繼續(xù)鉆出新的井段。一口井從開始到完成，常需下入多層套管并注水泥，即需進(jìn)行數(shù)次固井作業(yè)。
（4）處理事故。如物件落入井內(nèi)，需進(jìn)行打撈；鉆桿斷在井內(nèi)也要打撈；鉆柱被卡在井內(nèi)時(shí)則要設(shè)法解除卡鉆。井噴失控著火是鉆井的災(zāi)難性事故，處理這種事故難度。
（5）其他作業(yè)。在鉆井過程中要進(jìn)行巖屑錄井、氣測(cè)等錄井工作，必要時(shí)還要鉆取巖心、進(jìn)行電法測(cè)井等。探井在鉆遇好的油氣顯示時(shí)要進(jìn)行地層測(cè)試等。
按用途
鉆井工程通常按用途分為地質(zhì)普查或勘探鉆井、水文地質(zhì)鉆井、水井或工程地質(zhì)鉆井、地?zé)徙@井、石油鉆井、煤田鉆井、礦田鉆井、建筑地面鉆井等.
按鉆井方式
1、頓鉆
頓鉆，又稱沖擊鉆。用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底，由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)游梁機(jī)構(gòu)，使游梁一端上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)鋼絲繩和鉆頭產(chǎn)生上下沖擊作用，使巖石破碎。頓鉆鉆速慢，效率低，不能適應(yīng)井深日益增加和復(fù)雜地層的鉆探要求，逐漸被旋轉(zhuǎn)鉆代替，但它有設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，不污染油層等優(yōu)點(diǎn)，可用于一些淺的低壓油氣井、漏失井等。
2、旋轉(zhuǎn)鉆
利用鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的切削或研磨作用破碎巖石。是當(dāng)前通用的鉆井方法。比頓鉆鉆速快，并易于處理井塌、井噴等復(fù)雜情況。
按動(dòng)力傳遞方式旋轉(zhuǎn)鉆井又可分為轉(zhuǎn)盤鉆和井下動(dòng)力鉆兩種。
轉(zhuǎn)盤鉆在鉆臺(tái)的井口處裝置轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤中心部分有方孔，鉆柱上端的方鉆桿穿過該方孔，方鉆桿下接鉆柱和鉆頭，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤時(shí)帶動(dòng)鉆柱和鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，破碎巖石。
井下動(dòng)力鉆是利用井下動(dòng)力鉆具帶動(dòng)鉆頭破碎巖石，鉆進(jìn)時(shí)鉆柱不轉(zhuǎn)動(dòng)，磨損小、使用壽命短，特別適于打定向井。井下動(dòng)力鉆有渦輪鉆、螺桿鉆和電動(dòng)鉆等。
井下動(dòng)力鉆具鉆井是利用渦輪鉆具、螺桿鉆具以及沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具靠鉆井液驅(qū)動(dòng)的方法鉆井。特點(diǎn)是進(jìn)尺快、鉆壓小、泵壓高。適合鉆定向井或特殊硬底層井段。
鉆井工程是利用機(jī)械設(shè)備，將地層鉆成具有一定深度的圓柱形孔眼的工程。按巖石破碎方式和所用工具類型，又可分為頓鉆和旋轉(zhuǎn)鉆。
在地質(zhì)工作中，利用鉆探設(shè)備向地下鉆成的直徑較小、深度較大的柱狀圓孔，又稱鉆孔。鉆井直徑和深度大小，取決于鉆井用途及礦產(chǎn)埋藏深度等。鉆探石油、天然氣以及地下水的鉆井直徑都較大。