大庆油田徐家围子深层是大庆油田天然气勘探开发的重点。为加快徐家围子深层勘探步伐，必须提高超深井机械钻速、减少井下事故发生率、缩短钻井周期，需要解决超深井施工中的机械钻速低、钻具失效严重、井下事故/复杂多及井斜控制困难等一系列问题。本文根据徐家围子深层天然气井砾岩和凝灰岩高温高压条件下岩石力学特性及可钻性特征，对牙轮钻头和PDC钻头进行了相应的改进设计，形成了超深井钻头序列；提出了复合钻井技术和气体/雾化钻井技术的机理及使用条件，为提高深井泉二段以下地层机械钻速提供了重要手段。根据底部钻具组合力学特征分析，确定了钟摆、满眼钻具的临界钻压；进行了单弯螺杆纠斜和金刚石螺旋稳定器现场实验。根据下部钻具组合受力及失效原因分析，对双向减震器进行了改进设计，有效的防止了减震器使用中出现的断裂、抽心、密封失效等问题，在此基础上进行了钻具防断配套措施的研究；进行了加重解卡液的室内实验和现场应用研究，为快速解除深井粘卡事故，提供了有效的处理方法；研制了防顿双向减震器、可套铣螺旋稳定器，很好地解决了井下工具抗高温问题和磨损问题。通过以上研究，形成了一整套包括钻头选型、复合钻井、气体/雾化钻井、井身质量控制以及井下事故/复杂预防等一整套提高超深井钻井效率的配套技术。在22口深井和5口超深井进行了钻头优选、井下动力钻具、切扣钻铤、防顿减震器、可套铣螺旋稳定器、加重解卡液等现场试验和推广，完善了超深井配套技术，提高了超深井整体钻井水平。