世界页岩气资源分布广泛，占非常规天然气总量的一半左右。据统计，全球有30 多个国家和地区在开发页岩气资源，但真正实现产业化的主要有美国、加拿大和中国。美国页岩气产量已经达到2,720 多亿立方，占全球页岩气产量的92%。
        中国页岩气可开采总量达30.6 万亿方，据世界首位。然而中国页岩气的发展仍面临巨大挑战，如水资源匮乏、地质条件差、核心技术不强、开采成本高以及管网建设等基础设施不完善的问题。川渝地区是中国页岩气开发的主战场，目前在涪陵、长岭和威远、抚顺、永川等区块都获得了比较突出的产量。
        众所周知，川渝地区地质、储存条件复杂，与美国、加拿大有很大差异，所以如若照搬美国的页岩气开采技术显然不可取。同时，川渝地区受地质环境影响，缺水问题对大规模水力压裂提出诸多挑战。现在大家比较认可的页岩气开采技术是井工厂开发模式、水平井钻井技术及大规模的压裂技术，而这一开采模式仍存在诸多技术方面的问题。技术国产化是中国页岩气开发道路的惟一选择。
 
        独立自主的中国页岩气技术开发
 
        根据页岩气井工厂开采模式研究，前些年西华大学课题组提出了网络先行、以气打气、油电结合，流水式作业，工厂化生产的页岩气整体开采理念，采取一些新的钻井装备来降低成本，以实现页岩气低成本、高水平开采，目前该产品已研制成功，但还没有实现大规模应用。
        水平井钻井技术是页岩气开采过程中必然采用的一种钻井技术，然而该技术在中国页岩气开发过程中并不完善，如装备平衡钻井技术、旋转环形器技术等。对于旋转导向钻井技术，国外在该技术领域的应用比较成熟，已进入商业化应用阶段，虽然中国的旋转导向钻井技术发展很快，但目前还处于研发试用阶段。
        水平井大规模压裂技术是页岩气开采的关键技术之一，也是美国能够成功开发页岩气的关键技术，其中多级分段压裂技术最大压力级数已超过50级，中国在该技术领域仍有待提高。
 
        率先操作大位移水平井管柱力学研究
        为实现顺利、安全钻井，管柱力学研究非常重要，此外井下工具的研发也离不开这项技术，目前，中国已在该领域率先做出研究。
        对页岩气水平井管柱力学的研究，应主要考虑以下几个方面：一是复杂结构动力学问题，要考虑纵横扭耦合，大长径比超长旋转结构，以及复杂表面接触问题、阻尼问题、对复杂的系统模型的求解和开发。页岩气水平井钻头钻柱系统有限原数值模拟，对阻尼效用采用波浪力学扰乱频率等结合研究，为现在复杂的动力学研究奠定了基础，是建立理论模型的有效方法。
        钻头是整个钻井过程的关键，主要是针对复杂地层个性化钻头的设计。对符合钻头的研制已经成功并投入应用。同时对新型复合钻头的研究也在进行，这是一项全新的研究，对原有的压力泵时效性进行了宏观分析，从而找到失效原因。
 
        钻井机器人或成页岩气开发新宠
        这是应对页岩气开发难题所提出的一个新思路，目前还在研究探索当中。据石油机械、油气井管柱力学专家、西华大学校长刘清友介绍，希望通过产业连续化，配合钻井机器人，在水平方向迅速可靠的钻出微小震裂，同时希望采用定向爆破方式扩大震裂面积，这样可以减少对水的需求和对地质的污染。
        项目组发现，通过机器的牵引力和扭矩完全能够传递钻井过程中的工具输送，所以考虑研制相关井下机器人。通过完成机器结构设计力学分析、液压控制系统设计，以及液控、电控两种控制方式的研发，形成整套设计方案，相当于机器人佩戴钻头，来实现水平井工具的输送，代替人工。经过近十年的研究，项目组与香港大学、美国密苏里科技大学、西华大学联合开展，现已研制了6代机器人，出于主要用于管道检测和水平井工具输送的考虑。如今，对机器人在管内面爬行力的大小、牵引力大小做了实验研究，发现该螺旋管机器人每一截的长度不到0.9米，但是每米的牵引力达到222N，这不管是在国内还是国外，都是一个新高度。
        基于此，项目组又将目光投放在无限控制的多级套管压裂滑套压裂技术上，计划研发一套压裂级数不受限制、可实现智能开关的压列工具。其关键技术是滑套、智能开关、无线通信单元、空心轴电机等，根据实验，整体单项实验效果良好。