油气井成井的2080年历程，按破岩和清岩构成的成井方式可划分为三大时期：掘凿成井时期（公元前69年一公元1041年）、冲击钻井时期（1041-1901年）和旋转钻井时期（1901年至今）。旋转钻井技术至今的110年又可划分为三个阶段：转盘钻直井阶段（1901-1934年）、弯角结构井下动力钻井具钻定向井阶段（1934-1991年）和自动化钻井阶段（1991年起）。在以上五个时段中，油气井成井技术发生了四次重大变革。前两次变革的结果是直井的钻井效率和能力大幅度提高，井深的量级由l0m上升到万米。第三次变革的结果是发明了一种新的井型——定向井，开拓了一个钻井的新领域——海洋钻井。直井和定向井现已分别成为探井和开发井的基本井型。在进行井筒本身深度和方向的变革后，第四次变革则转向钻井各工序操作的优化，包括提高操作的控制效率、精度和保护人身，生态安全。对油气井钻井科技发展全部历史进程进行分析的结果表明，油气钻井科技发展遵循自然增长S形分形规律。每时段的主导技术都包括核心技术和配套技术两部分，这两部分技术按生成树法则发展，逐步形成成套技术。随着直井钻深能力增加，相应悬重、扭矩、地层温度、压力和可钻性级别随之增加，以及穿过的地层增多，就开发出大功率钻机，由刮刀钻头开发出PDC钻头，由普通牙轮钻头开发出“三合一”牙轮钻头，用焊接高强度钻杆代替细螺纹钻杆，耐高温的钻井液及水泥浆，高压力级别的井口装置、地面罐式循环系统，以及用地层孔隙压力和破裂压力确定全井套管程序方法等。定向井钻井的核心技术是井筒轨道的设计、测量和控制技术。设计技术的发展是由单井（常规定向井、水平井和大位移井）到井组（丛式井、多分支井）；测量技术的发展是由“事后”（井筒钻出后）到“实时”（边钻边测），再到地质导向；控制技术的发展是由弯接头加涡轮钻具到弯外壳螺杆钻具，再到弯角地面可调。但定向井井筒轨道的“斜、弯、平”也给钻井工作带来一系列问题，包括井下管柱与井壁的摩阻大幅度增加，下井管柱及电缆是否可下到预定井深，卡钻和井塌的风险加大，偏心环空对携屑和固井注水泥质量的影响，以及钻屑沉积于下井壁，大长度水平段储层浸泡时间延长等，这些问题如得不到解决，核心技术就不能顺利实施，定向钻井技术就难以大规模应用，故必须开发一系列的配套技术。混沌动力学否定了科技发展长期准确预测的可能性，根据现代科技发展速度逐步加快的趋势，这个“长期”的时间约为50年。但混沌动力学并不否定中期及短期预测的可能。进行中期预测即进入一个s形曲线后，即可预测其发展趋势，并在发展趋势的前沿找出技术制高点。进行短期（几年）预测，则可判明在规定的时间内技术制高点攻关所能达到的尺度。准确进行中期及短期预测是制定科技发展规划和计划的基础。