实钻井眼轨迹通常是在复杂的三维地层空间中变化，尤其是在丛式定向井、水平井、大位移井及复杂结构井等特殊工艺钻井中，如何有效测量和控制实钻井眼的轨迹变化，甚至达到“看着打，随意打”的理想目标，是油气钻井向自动化和智能化方向发展的重要研究课题之一。
经过不断地研究，在20世纪90年代国内外就已经掌握了井下动力导向钻井系统及可变径稳定器等技术。同时，国外又进一步研制成功了旋转导向钻井系统，例如贝克休斯的Auto Track RCLS系统，斯伦贝谢的Power Drive SRD系统，以及哈里伯顿的Geo-Pilot系统等等。这些旋转导向钻井系统，主要是为了满足大位移井等特殊工艺钻井的高技术需求而研制开发的。
为了使油藏沿井眼更好地裸露，须准确击中复杂的“地质靶子”(如地层中不同岩层或流体的界面)，而这些“地质靶子”的精确位置往往难以预测。于是，国外发明了随钻地质导向技术，如随钻测井技术和随钻地震技术等，从而将实钻井眼轨迹保持在适当轨道内，更快更好地到达地质勘探和油藏开发的目标。
利用计算机可视化技术可以更好地理解大量井下测量数据(包括井眼轨迹参数、地层特性参数、近钻头力学参数等)以及丛式井设计数据等，实现三维钻井的几何形态、地质状况及力学行为的“可视化”，为三维钻井的优化控制提供帮助。