利用石油鉆井設備從地面開始沿設計軌道鉆穿多套地層到達預定目的層（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），并在鉆進過程中和完鉆后，完成取心、錄井、測井和測試工作，取得勘探、開發(fā)和鉆井所需各種信息的系統(tǒng)工程。

一口井從開鉆到完成，要經(jīng)過很多道工序，可分為鉆前、鉆進和完井三個不同階段。

鉆前 開鉆前的準備工作主要包括（見鉆前工程）：

（1）定井位。地質(zhì)師根據(jù)地質(zhì)上或生產(chǎn)上的需要確定井底位置。當井身軸線按鉛垂線設計時，井口中心與井底中心位置在同一鉛垂線上，這就是直井。如果井身軸線定向偏離鉛垂線，井口位置不與井底在同一鉛垂線上，這就是定向井。

（2）修路。為了將各種設備與物資運入井場，需要修路。因有時滿載車總重可達30～40t或更多，公路應能通行重載車。對于海上鉆井，人員、設備與物資由專門的補給船或直升機運送。

（3）修井場。在井口周圍平整并適當壓實鋪墊出一塊場地以供施工之用。井場面積因鉆機而異，大型鉆機約需120m×90m，中型鉆機約為100m×60m，形狀大致呈長方形，可因地制宜。

（4）打基礎。為了保證設備在鉆井過程中不會下陷，要打基礎（或稱基墩）。基礎可用方木、水泥預制塊或在現(xiàn)場用混凝土澆灌。

（5）安（裝）設備。立井架，安裝鉆機、鉆井泵及鉆井液循環(huán)系統(tǒng)等（見鉆機拆遷安裝）。

鉆進包括如下作業(yè)：

（1）接單根。在鉆進過程中，由于井在不斷加深，鉆柱也要及時接長，每次接入一根鉆桿叫做接單根。通常每根單根長近10m，打一口井要接很多次單根。用頂部驅(qū)動鉆井裝置時接立根（一般由三個單根組成）。

（2）起下鉆。在井底破碎巖石的鉆頭會逐漸磨損，當鉆頭磨損到一定程度后，破巖速度就會很慢，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。有時為了處理井下復雜情況和事故，進行測井、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）壁應當是穩(wěn)定的，才能保證繼續(xù)向下鉆進。實際上，井眼所要穿過的地層性質(zhì)各異：有的地層巖石堅硬，井眼形成以后可以維持較長時間而不致坍塌；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，對鉆井液產(chǎn)生不良影響等。盡管地層復雜多變，還是得設法將這些地層鉆穿。當這些地層被鉆穿以后，上述的各種復雜情況有的可能消失，對以后的鉆井不再危害，有的則繼續(xù)給鉆井工作造成麻煩，也許會形成隱患。為了保護已鉆成的井眼和使以后的鉆井工作順利進行，或為生產(chǎn)造成通路，防止各層間竄通，需要在適當?shù)臅r候?qū)圻M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，即需進行數(shù)次固井作業(yè)。

（4）處理事故。如物件落入井內(nèi)，需進行打撈；鉆桿斷在井內(nèi)也要打撈；鉆柱被卡在井內(nèi)時則要設法解除卡鉆。井噴失控著火是鉆井的災難性事故，處理這種事故難度。

（5）其他作業(yè)。在鉆井過程中要進行巖屑錄井、氣測等錄井工作，必要時還要鉆取巖心、進行電法測井等。探井在鉆遇好的油氣顯示時要進行地層測試等。

鉆井工程是利用機械設備，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。