主要包括钻井（含固井和录井）、完井和测试等，研究油气建井过程岩石、流体、管柱三者自身物理、力学、化学基本特征及相互作用规律以及发生在油气井中的各种物理、力学与化学现象及其演变规律，形成机理、预测的理论和方法、控制技术等。其涉及的领域也包括地质钻探工程、固体矿钻掘工程、地热开采、核废料处理等。该二级学科的主要任务是采用观测分析、理论研究、数值模拟、机械制造等相结合的方法。通过研究和探索，提示油气井各个环节各种现象的形成机制及其演变规律，作出预报和预警，实施控制并正确认识油气井各个环节的规律，不断提高预测与控制能力，为油气高效勘探开发服务。主要研究范围包括油气井设计、测量与控制技术、破岩理论与方法、油气井安全技术、油气测试与地层改造方法、固井技术、钻井液技术、完井技术等。

主要特色研究方向包括：特殊井井眼轨迹控制和井下工具研制与评价；井壁力学和化学稳定性研究；套管损坏机理研究；深井－超深井岩石可钻性预测新方法、提高钻井效率配套技术研究；新型高效耐高温（240℃）低成本钻井液、完井液体系研制；气井防气窜固井水泥浆体系研制；欠平衡钻井钻井液实时监控理论研究；大位移井、分支井井眼轨道设计与钻进参数优化方案研究等。