钻井设计涉及所有的油气井，是钻井工程的必须步骤。钻井设计的基本内容包括地质设计、工程设计、进度设计和费用预算四个部分。钻井设计要本着“科学、安全、经济、环保”的原则来进行。
地质设计应提供钻探目的和要求、地层孔隙压力、破裂压力、岩性特征、地层剖面、故障提示等资料，并提供邻井的油、气、水显示和复杂情况资料，注明含硫化氢地层深度和估计含量。
工程设计以此为依据，包括编制合理的井身结构和套管程序，确定钻井液的类型和指标要求等。
进度设计和费用预算要建立在本地区切实可靠的定额基础上来进行。在进行钻井设计时，要正确处理好安全、质量、速度、效益以及对社会、公众、环境的影响的关系，确保安全、环境与健康费用的投入，避免出现片面追求效益、危及安全、损害环境与职工健康的情况。钻井地质设计和工程设计要严格执行审批手续。在生产过程中，甲乙都要双方执行设计。如果发现新的情况需要更改设计时，也要严格按照相应的审批程序和制度来执行。开发设计不仅包括钻井设计，还需要做开发方案、井位布置、钻机选型、井身结构设计优化、泥浆选型、测录试方案等，往往需要提供待钻区块地层压力资料、油井生产与测试资料、已完钻水平井的钻完井资料和钻井总体计划、对设计的原则要求、对设备的基本要求等相关资料。钻井工程设计的任务是根据地质部门提供的地质设计书内容，进行一口井施工工程参数及技术措施的设计，并给出钻井进度预测和成本预算。钻井设计是一项系统的工作，技术上大体上包括以下内容：一、确定合理的井身结构（套管下深、水泥返高、套管强度校核）二、固井工程设计
1、套管柱强度设计2、套管柱管串结构及扶正器安装3、水泥及水泥浆设计4、注水泥浆及流变学设计三、钻柱组合和强度设计（钻具强度校核）四、钻机选择
一般考虑钻机的最大载荷是在设计阶段，用来根据井深及套管层序选择钻机，确定钻机基本型号。所谓钻机的最大负荷，就是指钻机在钻井过程中所要承受的最大重量。传统做法是以钻具的载荷来选择钻机，原则上选择与井深相匹配的名义钻井深度的钻机或更上一级的钻机。然而，事实上，钻机最大负荷一般出现在两种工况：（1）下套管，一般指技术套管和油层套管（最大套管负荷用来校核初步选择的钻机提升能力）；（2）设计井深起钻负荷（在相同井深的情况下，起钻负荷大于钻进时负荷）。然后，确定钻机负荷储备系数，一般选择08（钻井过程中最大负荷最大为钻机负荷能力的80），根据以r