物理化学膜暂堵保护技术是基于水基钻井液在页岩岩石表面的成膜理论，研究者们至今没有从理论上证实水基钻井液也可在油气层岩石表面形成较高膜效率的膜状物，且通常水基钻井液的膜效率远小于油基钻井液。同时，大压差（如激动压力、多套压力层系等）容易破坏膜状物。这些因素导致物理化学膜暂堵保护油气层效果虽比以前有所提高，但仍与“超低”或“零”损害目标存在较大差距，而且不适合高渗或特高渗油气层的保护。为此，将仿生学引入保护油气层钻井液理论中，研发了保护油气层的系列仿生材料，建立了仿生暂堵型保护油气层水基钻井液技术，使保护油气层效果得到进一步提高。

基于液相是损害低渗特低渗油气层的主要因素，以热带地区的食肉植物——猪笼草口缘区超双疏纳米晶体的组成和结构为模本，发明了保护油气层专用双疏改性剂，油/水在油气层井壁岩石上的接触角由小于90°反转为大于90°，使毛细管吸力反转为毛细管阻力，解决了液相对低渗特低渗油气层的损害难题。

受荷叶表面超疏水膜、强自洁性（即荷叶效应）的启发，发明了可在油气层井壁岩石上形成仿生超疏水膜状物的贴膜型两亲聚合物，阻挡钻井液中液相和固相颗粒进入油气层，达到保护中渗透油气层的目的。

基于固相和液相都会导致高渗特高渗油气层损害，且常以固相为主要因素，以“砖泥”交替贝壳多层复合结构、保护内部软体动物免遭侵害为模本，将生物膜技术与理想充填技术相结合，利用理想充填技术将大孔喉改变成小孔喉，然后在小孔喉上形成生物膜，提高膜效率，即形成由理想充填颗粒、两亲聚合物贴膜剂组成的协同增效仿生保护油气层新技术，实现高渗透、特高渗透油气层“超低”损害目标。

在各大油田的现场应用效果证明，仿生暂堵技术使保护油气层效果得到进一步的提高，很好地控制了钻井液对“低、中、高”渗透率油气层损害程度，使保护油气层钻井液技术进入第四代。随着对非常规、复杂地层、深层超深层、深水超深水、天然气水合物等油气资源勘探开发步伐的加快，许多未知的损害机理和新油气层保护技术还等待人类探索。