一口井钻到目的层之后就进入了完井工程阶段，其任务是根据油气层地质特性和开采技术要求建立油气井井筒与油气产层的连通。完井是钻井工作最后一个重要环节，又是采油工程的开端，与后续采油、注水以及整个油气田的开发紧密相连。而油井完井质量的好坏直接影响到油井的生产能力和经济寿命，甚至关系到整个油田能否得到合理的开发。典型的完井方式有裸眼完井、射孔完井、割缝衬管完井和砾石充填完井等，需要根据实际的地质情况、井下工况及修井需求等因素选取完井方式。
裸眼完井是油气井套管下到生产层顶部然后固井，生产层段完全裸露，油气流动效率高，一般分为先期裸眼完井、后期裸眼完井。先期裸眼完井是钻头钻至油层顶界附近后，下套管注水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井。后期裸眼完井方式是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆伤害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者换入低失水、高黏度的钻井液，以防水泥浆下沉。先期裸眼完井具有排除上部地层干扰、缩短洗井液对产层的浸泡时间、减少油气层伤害、消除高压油气层对固井质量带来的影响等优点，比后期裸眼完井更加优越。
射孔完井一般分为套管射孔完井和尾管射孔完井。套管射孔完井是指钻井完成后下入生产套管至油层底部注水泥固井，通过射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层至某一深度，建立起油流的通道。尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下套管注水泥固井，然后用直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在套管上，再对尾管注水泥固井并射孔。射孔完井方式的优点为：在生产井段能进行选择性修井作业，可进行各种井下增产措施；能够比较有效地封隔和支撑疏松易塌产层；能够分隔不同压力和不同性质的油气层，可进行无油管完井和多管完井。
割缝衬管完井是用同一尺寸钻头钻穿油气层后，套管柱下端连接衬管下入油气层部位，通过套管外封隔器和注水泥接头固井，封隔油气层顶界以上的环形空间。此种方式井下衬管损坏后无法修理或更换，较少采用，因此发展出了悬挂割缝衬管完井方式，此方法钻头钻至油层顶界后，先下技术套管注水泥固井，再从技术套管中下入直径小一级的钻头钻穿油气层至设计井深，最后在油层部位下入预先割缝的衬管，依靠衬管顶部的衬管悬挂器将衬管悬挂在技术套管上，并密封衬管和套管之间的环形空间，使油气通过衬管的割缝流入井筒。割缝衬管完井既能起到裸眼完井的作用，又能起到防止裸眼井壁坍塌堵塞井筒的作用，同时在一定程度上起到防砂的作用。
砾石充填完井包括裸眼砾石充填完井和套管砾石填充完井。裸眼砾石充填完井是用充填液将选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼之间的环空空间构成一个砾石充填层。该完井方式在完井过程中储层不受水泥浆的伤害，能预防疏松储层出砂和井眼坍塌，但油气井无法进行有效的生产控制，后期增产措施效果不佳。套管砾石填充完井是将绕丝筛管下入油层，用充填液将选好的砾石泵送至绕丝筛管与套管之间的环空空间构成一个砾石充填层。该完井方式储层不受水泥浆的伤害，能预防疏松储层出砂和井眼坍塌，可进行层段分隔，但该方法成本高，工艺复杂，后期很难进行增产作业。
此外，完井时还需要根据油气井的情况选择安装井口装置，主要包括套管头、油管头和采油树。套管头连接套管柱上端，由套管悬挂器、四通及阀门等组成，用于支承下一层较小的套管柱并密封上下两层套管间的环形空间，由套管悬挂器承受所悬挂套管管柱重量，用以支持技术套管和油层套管的重力，密封各层套管间的环形空间，为安装防喷器、油管头和采油树等上部井口装置提供过渡连接。油管头通常是一个两端带法兰的大四通，它安装在套管头的上法兰上，用以悬挂油管柱，并密封油管柱和油层套管之间的环形空间。套管头和油管头为悬挂部分。采油树是指井口装置总阀门以上的主体部分，外形像树，它的作用是控制和调节油井的生产，引导从井中喷出的油气进入出油管线，实现下井工具设备的起下等。