从北美地区非常规油气资源勘探开发历史，不难发现，勘探开发技术的显著进步，是非常规油气资源得以开发利用的关键;政策的扶持和比较高的油气价格，对非常规油气资源大规模发展也非常重要。与常规油气资源相比，非常规油气资源具有勘探开发难度大、生产成本高、环境影响大等特点。因此，若不能突破关键生产技术，非常规油气资源将很难形成工业化生产。
近年来，随着水平井钻完井技术、直井多层与水平井多段大型压裂技术、微地震监测技术的不断突破和完善，以致密砂岩气、页岩气等为代表，北美地区非常规油气资源勘探开发取得了重大进展，逐渐成为重要的油气勘探开发领域。北美地区非常规油气资源的成功开发利用，已引起全球有关国家和石油公司的高度关注，纷纷投入大量资金加强基础研究与技术攻关试验，这不仅会给全球非常规油气带来新的发展契机，也必将推动勘探开发技术的进步。
展望未来非常规油气勘探开发技术的发展方向，关键是要不断发展水平井钻完井技术、三维空间的体积压裂与微裂缝监测技术，核心是提高单井产量和资源采出程度。
一、煤层气与页岩气勘探开发技术
作为非常规天然气资源的典型代表，页岩气和煤层气赋存方式和开发技术工艺具有较大相似性。经过近20年的努力，北美地区已形成一整套较为成熟的开发技术，如微地震、水平钻井、同步多级压裂技术、新式水处理技术等。以这些技术作为基础，将对未来新的技术工艺发展带来重大的影响。
生产需求决定了技术发展，煤层气、页岩气的发展离不开储层预测和改造以及钻井、完井和生产作业技术的突破和创新。其中水平井钻井和完井技术是世界煤层气与页岩气开发的关键技术。水平井技术、大规模水力压裂和微地震裂缝成像技术，极大地推动了Barnett、Woodford和Fayetteville页岩气的开采。裸眼洞穴完井技术在煤层气开发，特别是高渗透率、超高压的煤层气开发中获得了很好的应用效果。叠前地震反演和蚂蚁算法追踪技术是有效识别裂缝、寻找有效储层的关键技术。
随着社会的发展，环境保护将成为油气勘探中的重要议题。未来煤层气和页岩气的开发将采用多种技术优化组合。先进的钻井技术、完井技术和有效储层改造技术相结合将成为未来发展的方向。这不仅可以提高储层的产能，而且对于降低成本、保护环境起到重要作用。另外，二氧化碳注入提高煤层气、页岩气采收率技术也将成为未来重点发展的技术之一。
二、致密砂岩油气勘探开发技术
致密砂岩油气为源储异体，主要表现为源储紧邻，油、气、水关系复杂。深盆气、盆地中心气、连续型油气藏等均属于致密砂岩油气范畴。低-特低孔渗储层是致密油气藏最本质的特征，也是开发过程中需重点解决的问题。
致密油气的勘探开发，已初步形成了一套较为成熟的勘探开发技术。如高精度三维地震砂体识别技术、叠前地震流体检测技术、长井段水平井与大规模多级压裂相结合的储层改造技术以及改善开发效果的酸化压裂技术。致密砂岩油气未来研究的重点和难点，在于储层预测、烃类检测和改造技术、经济可采储量评估方法、提高单井产能、延长开采期限技术工艺等。
三、重稠油、油砂及油页岩勘探开发技术
重稠油、油砂和油页岩资源的共性是原油密度和黏度大，流动性差，开发过程中的核心问题是如何减小原油黏度，增强流动性，提高采收率。目前全世界大多数重油采用冷采技术进行开发，但冷采的采收率较低，仅为5%～10%。需要进行热采以进一步提高采收率。
未来技术发展将从水驱到蒸汽驱，再到蒸汽/稀释剂联合驱，反映出从冷采到热采，从单一热采到综合热采转变的趋势。同时，环境因素也是开发技术必须考虑的问题(Victor et al.，2008)。
有的石油公司利用蒸汽辅助重力驱技术、蒸汽吞吐增产热采技术，对加拿大阿尔伯达盆地重油及油砂进行了开发。通过综合运用水平井、多分支井以及流体流动能力监控技术，蒸汽热采的功效大大提高，采收率可达35%～45%，约合25%～30%的总产油层采收率。
井下燃烧技术也是提高油藏温度的重要方法。Petrobank公司的重油综合开采技术基于水平井技术，采用从端部到跟部(toe-to-heel)注空气(THAI)的开采方法。该方法不仅可提高火烧油层的效率，而且能耗明显低于注蒸汽法。另外，聚合物驱、热采-化学驱等提高采收率技术，也有望成为未来研究的重点。
四、天然气水合物勘探开发技术
天然气水合物因受资源不落实、开采技术不成熟、环境后效难以预测(一般CH4的温室效应是CO2的25倍左右)等诸多因素影响，目前尚未进行商业性的开发。但天然气水合物十分诱人的开发前景，吸引了众多国家和公司投入大量资金进行资源勘查与开采技术研发(George et al.，2008)。考虑到其特殊的物理化学性质，天然气水合物的未来技术发展须考虑以下几个问题:
(1)研发有效克服天然气水合物的钻孔应力和压力效应技术:在钻探过程中，钻井泥浆的温度(30～40℃)超出天然水合物的温度稳定性范围，将导致钻遇的水合物释放气体，在钻孔中产生压力泡沫。如果水合物数量大，会引起井喷。水合物转变为气体，会使钻孔邻近的沉积物失去黏结性，导致钻孔出现倒塌，形成卡钻。因此，在水合物开发过程中，必须首先明确能反映钻孔应力和压力效应的有效参数，同时弄清不同钻井方式对水合物的影响，进而有效避免钻孔应力和压力效应。
(2)建立天然气水合物及其下伏气体的技术生产标准:天然气水合物及其下伏气体的技术生产标准，取决于水合物的地质条件、丰度和总量，以及下伏气体的类型、总量及分布。如何确定这一标准是亟待解决的问题，它关系到钻井与开发方式的选择。
(3)要优先研发天然气水合物开发过程中的环境效应解决技术:低温高压的形成条件，决定了天然气水合物对温压条件十分敏感。如果海水温度改变，或者由于冷水、温水流入，或者厚冰层的移动，都会影响水合物的稳定状态，直到无法继续维持并转变为气体。因此，在一年之内，随着温度的变化而形成的天然气水合物，表明沉积物上存在某种定期进行的应力变化，沉积物的持续变化，最终一定会导致非平坦沉积体中的沉积物稳定性的长期变化。评估这种环境效应的影响、周期以及速度等对于天然气水合物的开发至关重要。
综上所述，随着勘探开发技术的进步，一部分非常规油气将成为常规油气，转化为经济性资源。因此，针对不同类型非常规资源，进行理论技术创新是油气工业发展永恒的主题。