本文研究的重点是陕北定向井轨迹优化设计，其理论过程首先是在设计目标已经确定的前提下设计轨迹曲线函数，然后是根据陕北实际施工经验数值调整一些关键参数和施工工艺参数。在定向井轨迹最优化设计中，首先建立了二维定向井轨迹最优化设计模型，重点讨论了三段制的“直+增斜+稳斜”型和四段制的“直+增斜+稳斜+降斜”型井眼几何设计及其最优化数学模型。　　 本文通过陕北石油定向井优化施工技术，优选了钻井工艺，钻具结构，井身结构。并用单稳定器组合钻具进行了试验和优选。理论与实践证明，用最优化设计方法得到的定向井井眼轨道可实现最短路径钻达靶点，井眼光滑，摩阻力小，是提高钻速、降低钻井成本的最优方案。　　 通过对陕北定向井轨迹的研究和选择达到了以下目的：(1)优选出了陕北油田定向井轨迹；(2)在定向井施工中找出了最合理的钻井参数，以最低钻井成本打中靶区；(3)研究了定向井施工中所遇到的几个典型钻井问题并提出了解决方法，在针对该地区地层特点，采用单稳定器钻具组合，通过合理调整稳定器的安放位置、稳定器尺寸及钻具刚度，可获得理想的增斜、稳斜及降斜组合，完全达到了三段制定向井轨迹控制的目的；(4)对陕北浅层石油定向井钻井技术进行了实例分析。