在人类历史发展的长河中，钻井技术大体经历了挖掘井技术、顿钻钻井技术（图1．6）、旋转钻井技术、自动化钻井技术等发展阶段。但最早的钻探技术发源于古代中国的四川，当时并不是用于钻油气，而是钻水井找水喝和钻盐井找盐吃。公元前255—公元前251年，蜀郡太守李冰拉开了人类凿井采卤熬盐、发掘地下资源的历史序幕。618—907年间，四川成为大口径浅井采卤的集中地区，井深最深可达178米，每掘一井，成百上千人劳作，场面壮观。北宋庆历年间（1041—1048年）的四川大英县卓筒井钻探取盐技术，使地下深处的卤水第一次得到科学的开采，在开采卤水的过程中，人们发现了埋藏在地下的油气资源，从而开创了利用卓筒井开采油气的先河。中国古代钻井是“世界石油钻井之父”，是继火药、造纸、印刷术、指南针之后，堪称是中国古代的第五大发明。
《吕氏春秋·勿躬篇》首次提出“伯益作井”之说。南北朝时的《玉篇》则说：“穿地取水，伯益造之。”相传舜在位时，皋陶之子伯益曾经跟着他跋山涉水疏通河道，在河湖附近挖掘土层时，发现地下也有水，后来到平地挖掘，也能挖出水来，可供人饮用。伯益发明水井真实与否尚无定论，但《淮南子·本经训》说“伯益作井”后“龙登玄云，神栖昆仑”，可见井的发明对于古代人来说是十分重要的事件。
在古代，中国钻井技术一直处于世界领先地位。据史料记载，公元前1500年前后，中国出土的甲骨文就已经有了“井”字，春秋战国时期的井深已达50余米，到唐朝时已超过140米，这个时期属于人工挖掘井阶段，井的直径大约为1．5米，人可以从井筒下到井底。至1840年，中国古代钻探技术已历经2000余年的发展。
中国古代的钻井虽然工具很原始但技术很先进，甚至其基本原理与技术当代人还在采用，充分体现了古人的聪明才智。那时工人先把地面的浮泥挖开，跟凿水井一样，先是掘出面积较大的土坑，见到石块后采用钻头和钻机进行凿井。
当时的钻头有点像古代的兵器，不但“刀、枪、剑、戟”样样俱全，有的还带着倒钩，有的旋成了麻花。钻机是一个硕大的转轮，俗称“大盘车”，用牛拉着转动，直径5～7米。盘车的轴直立在地上，有近3米高。工人把篾片绳子绕在盘车上，又在钻头中选一件最合用的，用苎麻绑在篾片绳子的另一端，把它慢慢地从石圈中垂下去，直垂到底。于是，一来一往地推动盘车，篾片绳子就一提一放，钻头就一下又一下地往下凿，凭借钻头的重量把岩石春碎。春下来的石屑，与地下水混合形成泥浆，等后期汲盐水时将其取出。
古代的四川自贡盐业，充分利用了四川特有的南珠浆竹子，形成了一套完整的与桶相连的提盐水系统。又细又长的“水桶”用两根到四根打通了竹节的粗竹竿连接而成，下端设置一块牛皮制作的圆形活板。“水桶”放到井底进入盐水中，盐水冲开活板进入水桶。盐水充满“水桶”后上提“水桶”这时“水桶”里的盐水压住了活板而不会流出来。“水桶”提到地面后，用铁钩把活板向上一顶，盐水就哗哗地流到盐水槽里。“水桶”又细又长，提出地面后想让它保持直立并不容易。参观四川燊海井可以看到，地面搭着个很高的木架子，木架子中央绑着又细又长的篾笼，“水桶”从井里提出地面后，上端穿过篾笼，从而确保又细又长的“水桶”不会翻倒。
史料证明，中国开发利用天然气的历史可以上溯到西汉时期，在掘凿盐井时发现浅层天然气，并用其熬盐。石油天然气井，中国古代称之为“火井”，据《蜀中广记》一书记载，明正德末年（1521年），在四川嘉州，在钻盐井或者天然气井的过程中，由于钻出了石油后即改为油井。四川临邛火井和陕西鸿门火井是最早记载的天然气井，凿成时间分别是西汉宣帝地节元年（公元前69年）和神爵元年（公元前61年）。北宋宋仁宗庆历年间（1041—1048年）在四川大英县，中国发明了人力驱动的顿钻钻井，出现了“卓筒井”（井径较小的井）的钻井方法，即小井眼绳式顿钻钻井方法，使用直立粗大的竹筒从地下捞取卤水的盐井，井口直径有碗口大小，井深可达130米左右。
宋理宗宝祐元年（1253年）在四川进行绳式顿钻钻井时，中国又发明了以牛拉绞盘车，进行起下井内工具的作业，并逐步形成顿钻钻井的配套工艺。清朝道光十五年（1835年）在四川自贡地区大安寨的自流井构造，中国钻成了世界上第一口井深超过千米的井——燊海井（气井），钻井井深1001．42米。清朝道光三十年（1850年）四川自贡的磨子井，钻井深度达到1100米。
中国古代石油钻井技术水平一直处于世界领先地位，并传到西方国家。美国1859年在宾夕法尼亚用蒸汽机替代人力钻了第一口深度21．64米的油井，直到1871年才钻达338．33米。1848年俄国钻成了第一口采油井，深度为60米左右。美俄两国采油史，比中国晚了300多年。1900年以前，世界上所有的油井，基本上是采用中国人创造的办法打成的。英国著名学者李约瑟博士在研究了中国古代钻井技术后极为赞叹，在他所著的《中国科学技术史》一书中写道：“今天用于开采石油与天然气的深井就是从中国人的这些技术中发展起来的”，并指出“这种技术大约在12世纪以前传到了西方各国”。19世纪末期，随着蒸汽机技术的发展，出现了旋转钻井技术，它是在中国古代的顿钻钻井技术基础上发展起来的。