美国深井钻井技术攻关计划
在很深的地层，会遇到超高温（大于400华氏度），高压（超过15000psi），极硬研磨性岩石，腐蚀等恶劣环境。这些恶劣条件对现今钻井行业应用的先进的井下设备能力提出了重要的挑战。
在这些条件下，深井钻井要面临很高的风险和成本，只有那些最有开发前景的探区才有经济开采价值。
所以美国国家能源技术实验室实施了深井钻井攻关计划，旨在努力增进对深层气环境的理解，开发能大大降低深井钻井成本，大幅度提高钻井效率 的新技术。该计划着重开展四个关键领域的技术研究：
（1） 应用先进的传感器和监测系统的智能钻井系统的研发；
（2） 能够延长钻柱组成部分使用寿命的低摩阻耐磨材料的研发；
（3） 先进的深井钻完井工艺方法的研究
（4） 钻头新技术的研究
一、高科技材料和涂料方面的研发方向
轻质钻杆
研发耐磨、经济的涂层和应用技术
研发制造无缝连续油管和钻杆的新方法
二、智能钻井系统的研发方向
高温电子组件的研发
高温/高压MWD、LWD工具研制
适用于深井钻井作业的电磁传输工具
三、研发小井眼钻井技术（降低钻井成本，保护环境）
一般小于6英寸
产生更少的钻屑
需要更少的泥浆、更少的水泥、更轻更便宜的套管、更小的钻机，全面降低占地面积。小井眼有望大大降低深井的钻井成本。新的、动力更大、更持久耐用的小井眼钻井系统能大大提高机械钻速。（降低钻井成本，保护环境）
四、研发膨胀管技术（建立单一井径井眼）
膨胀管技术的潜在效益是巨大的。对于常规套管，每下入一级套管柱，井眼内径就要减少大约20%。这种叠缩意味着需要多级套管柱的深井，开始时就要用直径非常大的表层套管，或用小直径的生产套管完成固井，或者两者兼而有之。这样就增加了成本，也可能限制一口深井的最终生产能力。在安装各级套管的过程中，膨胀管可以避免井眼直径的减小。
五、钻井液和完井液的研发方向
能降低钻井液比重而不影响钻井液其他特性的新技术将提高钻井作业效率。尤其是开发能控制地下压力、维持井壁稳定性，又不伤害产层渗透率的钻井液技术是重要的研究方向。
开发具有油基泥浆的良好性能又环保的经济有效的合成基钻井液；开发处理和回收废弃泥浆和岩屑的新技术也是未来的研究方向。
六、水泥的研发方向
深井钻井需要的新型水泥必须具有较高的强度、较低的粘度，容易混配和泵入，长时间的循环而能保证所需的性能。
研发新型外加剂，来提高水泥钻深井的性能，而不会影响强度、耐温能力和地层渗透性。
高温/高压水泥的研制
德克萨斯州休斯顿的固井技术公司将与Argonne国家实验室和其他企业合伙人合作研发一种在高温（超过176.7℃）/高压条件下能密封套管和地层环空的超级水泥。超级水泥浆具有优良的钻柱和地层胶结能力，在深度超过4572米的地层，能够保证致密的环空密封。因为目前所用的波特兰水泥不能满足深井环境的要求。这种新型水泥将具有抗拉能力、渗透率、抗压强度和长期耐用所需的其他性能，把机械故障率降至最低。
七、先进的钻井完井技术
为了继续研发深井钻井技术，企业必须透视全部的系统来看建井过程。也就是说，不要把整个过程看作一系列独立的、不相关的步骤。必须努力通过技术的最好组合，集中优化整个集成工艺来实现最终的目标：建立一口高产井。
例如，通过更好地监测钻井参数可以减少钻井事故发生的频率和次数，这样就会减少钻井时间，提高综合机械钻速，它也减少了钻井对地层伤害的可能，提供了有效完井的几率。
同样的，通过应用先进的小井径钻井技术和膨胀管来减小近地面井段的井眼直径，不仅能减少钻井时间也能降低完井成本和对环境的影响（因为钻井占地面积小、产生的岩屑少）。在完井深度使用膨胀套管可以获得相对较大的套管尺寸，这样能获得更高的产量。
更有效的低密度水泥的配制能够减少所需的套管柱数量，减少钻完井时间，增大完井段井眼直径，提高产量。低损害钻完井液能提高增产处理效果，如果对裂缝性储层或深部地层能做到真正了解，就可以采取更有效的增产措施。
钻完井新方法如套管钻井的研发，能大大减少处理与实际钻井相关的井下事故的时间（如卡钻、循环漏失、井控等），这样使得钻井作业更安全更经济，不需要太多的人、钻杆处理工作减少、较少的起下钻次数、需要的泥浆更少）。
