鉆井前，首先要在地面確定鉆井的位置(即鉆井井位)，然后，在井位處打好安裝鉆機的基礎并安裝井架和鉆機。鉆井作業時，依靠鉆機的動力帶動鉆桿和鉆頭旋轉，鉆頭逐次向下破碎遇到的巖層，并形成一個井筒(也稱井眼)。鉆井井眼尺寸的大小是由鉆頭大小來決定的。鉆頭在破碎巖層的同時，通過空心的鉆桿向地下注入鉆井液(俗稱鉆井泥漿)，將鉆頭在破碎地層而產生的大量巖屑由循環的鉆井液帶到地面。地面的固控裝置將鉆井液中的巖屑清除后，通過鉆井泵再次將鉆井液打入井內。鉆井液是經過鉆桿內孔到達鉆頭水眼處，再從井壁與鉆柱的環形空間返回流至地面的。鉆進的過程即鉆頭破碎巖石及鉆井液通過循環不斷攜帶出鉆屑并形成井筒的過程。

　　鉆達設計深度后，要在井筒內下入專用儀器進行測井作業，目的是確定井下地層巖性和各個油、氣、水層的位置，然后再下入小于鉆井井眼的無縫鋼管(又稱套管)，并在套管與井壁的環形空間內注入水泥漿將套管固定在井壁上。最后一道工序是對油層位置的套管進行射孔，人為地形成一個井下油氣流入套管內的孔道。油氣的地層壓力高時可自行流出地面，這種井稱為自噴油氣井。油氣壓力較低時需借助外力從井下抽吸，這種井稱為非自噴井。

　　鉆井時要有一套配套完整、功能齊全的鉆機，有質量優異不易發生事故的鉆桿、套管和鉆頭，有性能優良和鉆遇地層巖性相匹配的鉆井液等。總之，石油天然氣鉆井的目的就是要鑿穿巖石，發現和保護好油氣層，并形成一個通道確保石油和天然氣通暢地流到地面。鉆井是石油工業中的一個重要工序，是勘探開發石油和天然氣必不可少的手段，是一項耗資巨大、技術復雜、風險性高的系統技術工程。