面向21世纪，老油田提高采收率及低压低渗和稠油储层的高效开发，特别需要研究和开发先进适用的特殊工艺钻井技术；高压高温油气藏，特别是高压高温天然气藏的钻探与开发，急需突破高压高温钻井的技术障碍；深部油气资源的钻探与开发，需要进一步研究和发展深井、超深井钻井技术，特别是在深探井的钻井效率上应加大科研与开发力度。
1.高压高温钻井技术
按国际通用概念，地温超过150℃称高温，地层压力当量密度超过1.8g/m3或须用超过70MPa的井口装置时称高压，两者同时具备的井称作高压高温(HPHT)井。井底温度超过220℃，井底压力超过105MPa，称作超高压高温井。天然气层的温度较油层的高，地温梯度一般在3～5℃/100m，5000m的井地温就可能达到150～250℃，故天然气井，特别是深层天然气井大都是高压高温井。高压高温井，特别是高压高温深探井，是钻井工程中难度最大、风险最高、工程费用也最高的一种苛刻井。例如北海中央地堑的一口5000m探井，钻井费用近2000万美元，开发井也不低于1200万美元；南海崖城21—1构造的3口探井，前两口井未钻达设计目的层，经济损失较大。
高压高温钻井技术是勘探开发高压高温油气藏的关键技术，也是代表21世纪钻井技术发展水平的重要标志之一。
2.深井、超深井钻井技术
深井是指完钻井深为4500～6000 m的井；超深井是指完钻井深为6000m以上的井。深井、超 深井钻井技术是勘探和开发深部油气等资源必不可少的关键技术。进入21世纪，我国西部及东部深层钻探工作将进一步加强，需要完成的深井、超深井数将进一步增加。我国深井、超深井比较集中的地区有塔里木盆地、准噶尔盆地、四川盆地及柴达木盆地等。实践证明，由于深井、超深井地质情况复杂(诸如山前构造、高陡构造、难钻地层、多压力系统及不稳定岩层等，有些地层也存在高压高温效应)，我国在这些地区(或其他类似地区)的深井、超深井钻井技术尚未过关，表现为井下复杂与事故频繁，建井周期长，工程费用高，从而极大地阻碍了勘探开发的步伐，增加了勘探开发的直接成本。我国在深井、超深井(主要是深探井)钻井方面的装备和技术水平现状与美国相比还存在较大的差距，平均建井周期与钻头使用量约为美国的两倍。
