水平井钻井是按钻井井眼轨道设计采用专用控制工具使钻头在井下某一段沿水平方向钻进。水平井可以提高单井利用率或完善开发井网，提高采收率，水平井的优点主要体现在以下几方面：（1）通过贯穿天然裂缝带，大幅度提高裂缝性地层油气产量；（2）通过增加井眼与储层的接触面积和穿过渗透性较好的地带，提高低孔较致密储层油气产能；（3）根据油气水分布控制钻井走向，以减少水锥进和气锥进，从而提高单井油气采收率；（4）提高勘探开发效率，对很多类型的油藏，水平井钻井可大大降低钻井平均密度。水平井的经济效益相当明显，产量往往是常规直井的3～12倍。
国外水平井钻井技术始于20世纪20年代，50年代有所发展与应用，但因当时油藏研究及开发技术相对落后，导致成本高、效益低，应用一度受挫。直到70年代末，水平井在解决气顶和水锥等问题方面展现出明显优势，该技术才重新获得发展。进入80年代，随着井下动力钻具和测量仪器的进步，以及水平井油藏与完井等技术的深入研究，水平井技术迅速成熟。
相比之下，国内水平井钻井起步较晚。1965年，四川地区成功钻成国内第一口水平井——磨3井。“八五”期间，我国以国家科技攻关项目形式组织“水平井成套技术”攻关，为规模化应用奠定了技术基础。2000年以来，中国石油持续推进水平井技术的完善配套与规模化推广。2006年，全年完钻水平井超过2000口，平均单井产量达直井的3．5倍以上，水平井占石油开发井总数的7．1％，整体技术水平已进入世界先进行列。
水平井通常依据曲率半径大小或者依据水平段特性和功能进行分类。按照曲率半径的大小可将水平井分为长半径水平井（设计井眼曲率小于6＆deg；/30米）、中半径水平井（设计井眼曲率为6＆deg；/30米～20＆deg；/30米）、中短半径水平井（设计井眼曲率为20＆deg；/30米～60＆deg；/30米）、短半径水平井（设计井眼曲率为60＆deg；/30米～300＆deg；/30米）、超短半径水平井（井眼从垂直转向水平的井眼曲率半径为1～4米）。按照水平段特性和功能可将水平井分为长水平段水平井、阶梯水平井、分支水平井、鱼骨状水平井、多底水平井、双连通水平井、径向水平井等。
水平井钻井技术是常规钻井技术的创新和发展，水平井虽然可以提升油气的质量，但是水平井在钻进的过程中存在一定的难度。水平井钻井关键在于实现井眼轨迹控制，只有实现了符合设计要求的井眼轨迹，才能够使得水平井质量和作用达到要求。在进行水平井轨迹控制时，需要对钻具进行优化设计，保证套管、钻具以及井眼之间组合配合科学合理。其次，要对水力参数进行优化设计，目的是保证在水平井钻进过程中地层中的水力喷射能量，从而使得井底有较好的净化效果。在水平井钻进过程中钻井液的选择也是一项非常重要的内容，钻井液除了能够降低钻井过程中的摩擦阻力之外，还应该具有一定的完井液功能。
水平井的造价虽然高于垂直井，但对非裂缝性油藏其产量大约是垂直井的3倍，对具有天然裂缝的油藏产量可达到垂直井的12倍，对含水开采的油田，油气采收率要比垂直井提高很多。水平井可以用于碳酸盐岩裂缝油藏、带气顶或底水的油藏、薄层油藏、低渗透油藏、稠油油藏、高含水人工注水油藏以及页岩气、煤层气、致密油气、页岩油等非常规性油气藏的开发。可以预测，随着人们对油气资源勘探开发经济效益的日益重视及钻井工艺技术的不断提高，水平井钻井技术必将是今后油气勘探开发不可或缺的重要手段之一。