地质导向钻井是以近钻头地质参数与工程参数的随钻测量、传输、实时处理解释和决策控制为主要特征，通过随钻测量和控制手段来保证实际井眼穿过储集层并取得最佳位置的钻井技术。地质导向钻井技术可有效地提高对地层、构造、储集层特征的判断和在储集层内的轨迹控制能力，提高油层钻遇率、钻井成功率和采收率，实现增储上产、节约钻井成本和提高经济效益。　　 本文在分析地质导向钻井系统原理及实现方法的基础上，系统地研究了地质导向钻井的关键技术及方法。为了有效地识别岩性、划分地层、追踪油气藏，研究了自然伽玛、电阻率、感应密度和孔隙度等数据的随钻测量与处理技术；提出了随钻测量数据预处理与标准化以及定向井和水平井中随钻地质数据的归算方法，解决了井深和垂深之间的数据转换问题，建立了地层解释和邻井数据比对方法；研究了提取小层对比信息的方法，形成了单井解释、多井评价和油藏描述技术；采用极值方差聚类法实现了测井相分析和地层划分与解释，为追踪油气藏、实现地质导向钻井提供了理论方法和技术基础。通过研究稳斜探油顶的工程技术方法，提出了动态追踪油气藏过程中的井眼轨道控制方案设计方法，解决了应对储层垂深不确定性的轨道控制问题；研究了能满足中靶、软着陆和连续导向等要求的井眼轨道控制方案及其设计方法，为水平井、大位移井和多目标井的安全着陆和顺利钻进提供了技术保障；以油气层钻遇率为主要的衡量指标，研究了基于地质、油藏和钻井一体化的综合设计与控制技术，提出了多目标约束条件下的轨道优化设计与控制方法，从而使地质导向钻井中的靶区轨道能够位于最有利的油层位置。应用有限元法建立了底部钻具组合力学特性的分析模型，根据井眼轨道的空间形态和钻具组合的结构特征及变形特点，建立了以力学分析为基础的钻具组合设计方法；应用最小势能原理提出了弯壳体导向钻具造斜率预测和钻具组合设计的实用方法，直观地反映出了钻具结构参数与造斜率之间的关系，突显了关键因素对钻具造斜率的贡献。分析了影响井眼轨迹的因素，考虑地层各向异性和钻头各向异性的影响，采用等效地层和等效钻头的处理方法，建立了钻头与地层的相互作用模型；揭示了井眼轨迹、钻遇地层、所用钻头与钻进方向之间的内在联系，为井眼轨迹预测与控制奠定了理论基础和技术方法。　　 本文的研究成果在胜利油田、塔里木油田等应用了300余口井，涵盖了薄油层和超薄油层、复杂断块油藏、边底水剩余油藏、稠油油藏、低渗透油藏、非连续油藏和针孔白云岩气藏等油气臧，形成了一整套复杂油气藏开发的综合配套技术，为提高老油田采收率和开发各种难动用储量的有效技术手段，取得了显著的经济效益和社会效益。