油气层伤害机理的研究工作开展以来，有各式各样的说法。最近比较精辟的理论认为：地层损害通常与钻井液固体微粒运移和堵塞有关，还与化学反应和热动力因素有关。在复杂条件下，要充分掌握油层损害机理是比较困难的。因此，目前的研究结果大多只能定性地指导生产实践，离定量评价还有一定的差距。
钻生产井常用的钻井液为水基泥浆。由于钻进过程中钻井液柱压力一般大于地层压力。在压差作用下，钻井液中的水、粘土等会侵入油气层，对油气层造成各种不同的伤害。此外在固井和完井过程中，由于水泥浆侵入油气层或者射孔不当都会对油气层造成一定的伤害。
在钻井、固井和完井过程中对油气层的伤害有以下几点：
（1）使产层中的粘土膨胀
研究得知，油砂颗粒周围一般都有极薄的粘土膜。砂粒之间的微孔道非常多，油气层内部还有许多很薄的粘土夹层。在钻井液自由水的侵入作用下，砂粒周围的粘土质成分将发生体积膨胀，使油气流动通道缩小，降低产出油气的能力。
（2）破坏油气流的连续性
油气层含油气饱和度较高时，油气在孔隙内部呈连续流动状态。少量的共生水贴在孔隙壁面，把极微小的松散微粒固定下来，在相当大的油气流动速度下也不会被冲走。当钻井液滤液侵入较多时，会破坏油气流的连续性，原油或天然气的单相流动变成油、水两相或气、水两相流动，增加了油气流动阻力。一旦水成为连续的流动相，只要流速稍大，就会把原来稳定在颗粒表面的松散微粒冲走，并在狭窄部位发生堆积，堵塞流动通道，严重降低渗透率。
（3）产生水锁效应，增加油气流动阻力
渗入油气层中的钻井液滤液是不连续的，而是呈一段小水栓一段油气的分离状态。在有些地方还会形成油、水乳化液。由于弯曲表面收缩压的关系，会大大增加油气流入井的阻力。
（4）在底层空隙内生成沉淀物
钻井液滤液中所含的某些离子或化合物与地层中的一些成分起化学反应，生成固体或絮状沉淀物，导致底层孔隙堵塞。
（5）钻井液固相颗粒泥侵
侵入的固体颗粒直接堵塞地层孔隙，阻止油气流出。颗粒沉积减小了地层孔隙的有效直径，从而降低了油气层的有效渗透率。
（6）固井泥浆引起的油气层伤害
水泥浆对油层的损害主要由滤液造成。造成损害的原因首先是滤液与粘土矿物间的各种有害作用，其次可能是水锁及少量滤液析出物在孔壁上的附结。由于钻井液先污染，所以水泥浆再次污染的损害程度比钻井液的要小。
（7）射孔完井引起的油气层伤害
①成孔过程对油气层的损害
聚能射孔弹的成形药柱爆炸后，产生出高温、高压的冲击波，套管、水泥环及岩石受到高压的聚能射流冲击后，将变形，崩溃而破碎，有一部分成为碎片。这些碎片很容易进入油气层，将油气层的空隙堵塞，造成渗透率下降。
②射孔参数不合理或油气层打开程度不完善对油气层的损害
射孔参数是指孔密、孔深、孔径、布孔相位角、布孔格式等。若射孔参数选择不当，将引起射孔效率的严重降低。射孔参数越不合理（孔密过低，孔眼穿透浅、布孔相位角不当等），产生的附加压降就越大，油气井的产能也就将越低。由于种种原因，油气层有可能不宜完全射开。油层有气顶和底水，油层段仅射开中间1/3。由于可供流通的孔眼集中在1/3的油层段内，从而使得井底附近的流通更高、附加阻力更大，对油气层产生损害。
③射孔压差不当对油气层的损害
所谓射孔压差是指射孔液柱的回压与油气层孔隙压力之差。若采用正压差射孔（射孔液柱回压高于油气层孔隙压力），在射开油气层的瞬间，井筒中的射孔液就会进入射孔孔道，并经孔眼壁面侵入油气层。与此同时，由于正压差射孔的“压持效应”将促使己被射开的孔眼被射孔液中的固相颗粒、破碎岩屑、子弹残渣所堵塞。负压差射孔（射孔液柱回压低于油气层孔隙压力），在成孔瞬间由于油气层流体向井筒中冲刷，对孔眼具有清洗作用。合理的射孔负压差值可确保孔眼完全清洁、畅通。
目前国内多数油田己改用负压差射孔工艺。但其负压差值的大小，必须科学合理地制定，否则同样不能充分发挥负压差射孔的优越性。
④射孔液对油气层的损害
正压差射孔必然会造成射孔液对油气层的损害。即使是负压差射孔，射孔作业后有时由于种种原因需要起下更换管柱，射孔液也就成为压井液了。
射孔液对油气层的损害包括固相颗粒侵入和液相侵入两个方面。侵入的结果将降低油气层的绝对渗透率和油气相对渗透率。如果射孔弹已经穿透钻井损害区，此时射孔液的损害不但将使井底附近的地层在受到钻井液损害以后，再进一步受到射孔液的损害，而且将使钻井损害区以外未受钻井液损害的地层也受射孔液的损害。因此，射孔液的不利影响有时要比钻井液更为严重。
除了在钻井、固井和完井过程中，在油气田注水开发过程也会对油气层产生伤害。
（1）水侵、水锥引起的油气层损害
注水开发过程中，水驱油藏中通常存在着三种油水界面：原始油水界面，在此深度以下无油产出；生产油水界面，在此深度以下开采没有工业价值；最高油水界面，在此深度以下产含水油，此深度随生产而上升。由此可见，在水驱油气藏中有水侵入是非常正常的。但是对于层状或多层油气藏，水侵现象更加复杂，主要是因为水指进（水指进就是水通过较高渗透率地层的不均匀水侵现象）导致水侵油层现象复杂。因为水在高渗透层中运动较快，这些层中的油气一般首先采完的。这种水指进现象对开采速度是敏感的，损害主要机理是降低油的相对渗透率。
（2）水敏、水堵引起的油气层损害
因水指进和水锥现象而导致在微观上发生水堵、乳化液堵等地层损害现象。然而水堵不同于水锥和指进，水堵后水油比先增后降，油水形成乳状液，它的粘度增加，流动阻力变大，并且容易堵塞孔道，造成严重地层损害。油气层岩石的油湿后可以造成严重的水堵或乳化液堵塞，当大量注入水流入油湿地层时，加剧了油的渗透性降低，原油通过水侵区，采油速度明显下降，这种水堵现象可能持续较长时间。同时，井底附近地层中粘稠乳化液的形成，造成地层损害，引起产量严重下降。
（3）水垢引起的油气层损害
水垢可沉积在射孔眼、地层孔隙和裂缝中，引起地层损害，造成油气产量损失。水垢通常是由矿物从水中结晶和沉淀所引起的。直接原因常是由于压力下降、温度变化和两种不相配伍的互相混合，或超过溶解度所致。水垢的种类通常有：碳酸钙、石膏、硫酸钡、氯化钠、碳酸铁、氧化铁、硫化铁。
（4）其它杂质引起的油气层损害
油田地下水回注油层时常因水中有粘土、烃类等杂质堵塞注水井地层。若注入水中含有细菌，细菌分解产物也能引起注水地层堵塞。另外，在注水过程中，由于注入水与储层不配伍，经常会出现地层粘土膨胀、分散、运移和出砂问题，导致地层损害。