深层超深层石油资源占比为30%，天然气资源量占比为60%，是陆上剩余资源量最多、发展潜力最大、钻井挑战最多的领域。在深层超深层水平井钻井过程中，遇到了水平井轨迹控制难、安全钻井液密度窗口窄、酸性气体浓度高、机械钻速慢等复杂问题和挑战。长期从事于石油管力学行为及工程应用方面的研究，连续承担了自“八五”以来水平井钻井、侧钻水平井钻井、大位移钻井、超深水平井钻井等序列技术的研究，几乎参与了国内特殊工艺井钻井方面重大实验井的研究与施工作业。下部钻具力学分析、钻柱摩阻扭矩分析、基于特殊工具（双中心扩眼钻头、水力振荡器）钻柱动力学研究及特殊入井管具（实体膨胀管、波纹管、直连扣套管）的力学行为研究等研究成果在中石油、中石化、中海油所属油田进行了成功应用，并创造了定向随钻扩眼及实体膨胀管应用的最深记录，参与了国内垂深最深水平井的施工。在岩石力学、管柱力学、流体力学在特殊结构井研究方面取得了一批有影响力的研究成果。

①超深水平井欠平衡钻井井壁稳定机理研究：以岩石力学、渗流力学、热力学等理论为基础，分别建立起考虑渗流效应、井筒热力学效应和地层弱面等因素综合影响下的水平井欠平衡钻井井壁失稳力学模型，利用该模型系统分析了井眼轨迹、地应力类型、钻井压差、地层岩石物性参数、弱面强度和产状等因素对坍塌压力的影响规律，并在此基础上提出了井壁稳定控制的工程技术措施，为不同钻井条件下的井壁稳定控制提供了理论依据。

②建立高精度的超深水平井波动压力/流动压降预测模型：以流体力学理论为基础，分别建立稳态条件下的赫巴流体（屈服幂律流体）闭口管/开口管中的同心/偏心环空（或存在岩屑床）波动压力/流动压力数值模型/仿真模型，通过波动压力/流动压降影响因素分析建立了拟合模型，以实现波动压力/流动压降的精确便捷预测；与数值模型相比，拟合模型误差仅为±5%（不存在岩屑床）或±10%（存在岩屑床），且无需任何数值计算方法便可实现波动压力/流动压降的准确预测；研究成果方便了现场钻井工程师进行井底压力的实时准确便捷预测。采用偏心螺旋流理论，考虑钻柱旋转、偏心、接头尺寸等参数的影响，建立了小井眼螺旋流环空压力计算模型，模拟了小井眼偏心环空速度、有效黏度和压力分布，为超深小井眼水平段安全延伸预测提供了重要的理论基础。研究结果在塔河油田TK-640CH等6口井Φ130mm得的了成功验证，泵压预测值与实测值相对误差小于5%。

③形成了超深水平井开窗侧钻与扩眼完井成套技术及配套工具：基于非线性有限元理论，分别建立了增斜井段带偏心钻头的随钻扩眼钻柱动力学模型以及实体膨胀管膨胀动力学分析模型，研究了定向随钻钻柱动力学特征以及膨胀管力学行为，优化了扩眼钻柱结构参数及钻井参数，确定了合理的实体膨胀管施工作业程序及膨胀施工参数；研究成果在塔河油田TH10410CH2、TK6-463CH等6口井的随钻定向扩眼井段进行了成功应用。结合目前超深水平井套管开窗侧钻及随钻扩眼技术需求，研发了一系列新型的配套工具，包括适用于超深水平井的双中心扩眼钻头（已在TH12115CH等3口井进行了成功应用）、直连扣套管、斜向器开窗工具、新型组合式开窗铣锥以及双作用强侧切开窗钻头。

④研发了确保高温高压复杂结构井钻井安全的新型钻井随钻测量新工具： 围绕提升高温高压复杂结构井钻井安全可控能力这一核心问题，针对钻井地层压力评价、井下溢流监测、井下复杂事故监测等开展了随钻测量新方法的研究；打破传统微流量钻井技术束缚，创造性提出钻井环空流量测量思想，开辟了井下微流量钻井技术先河，并初步构建了井下微流量控制钻井技术体系，并在四川地区成功开展2次下井试验；建立了随钻地层测试压力响应数值模型，自主设计并研制出具有室内测试功能和高精度刻度功能的随钻地层压力刻度装置，自主研制了一套随钻地层压力测量装置地面试验原理样机；成功研制了旋转导向钻井系统关键测量工具—井下工程参数测量工具。