作为一种拥有巨大开发潜力的新型能源,天然气水合物广泛分布于海底沉积物和大陆永久冻土带中,其储层的定量评价是水合物资源勘探开发的前提。介电测井是定量评估水合物含量的有效手段,利用频散信息反演饱和度是当前介电测井技术的发展趋势。研究含水合物多孔介质宽频范围内的介电频散特性,分析频散特性的物理机理,建立适用于含水合物多孔介质的介电混合模型,对于天然气水合物储层介电测井数据的解释与水合物饱和度的评价具有重要意义。自主设计开发了一套基于开口同轴探头法的多路复介电常数测试系统,利用射频多路切换开关实现各支路开口同轴探头的分时工作,基于准静态模型反演获得宽频范围内复介电常数空间多点分布信息。通过对甲醇、乙醇和乙二醇等已知复介电常数介质的对比测量,并与现有商用测试系统N1501A开口同轴探头法介电探头套件相比较,结果表明本文所开发的测试系统精度更优、可靠性更高。搭建了水合物生成分解实验平台,开展了不同粒径石英砂中四氢呋喃（Tetrahydrofuran,THF）水合物的生成与分解实验,获得了水合物生成与分解过程中含水合物石英砂的宽频介电特性及其变化规律。研究结果表明:（1）在测试频率（1MHz-3GHz）内,含水合物石英砂呈现明显介电频散特性,其频散程度与水合物的含量有关;（2）石英砂中水合物生成与分解过程中介电频散特性差异显著,基于介电频散信息不仅可以有效识别石英砂中水合物的生成与分解过程各个阶段,而且能够定量分析各组分含量的变化。基于表面电导理论修正了多层嵌套Wagner模型,进而建立了适用于含水合物多孔介质的介电混合模型,利用该模型对实验数据进行了解释,最终实现了对各组分体积分数的反演。结果表明:（1）以X-CT（X-ray Computed Tomography）得到的各组分体积分数作为参考标准,通过与CRIM（Complex Refractive Index Model）模型和MWBH（Maxwell-Wagner-Bruggeman-Hanai）模型的拟合结果对比,所提出的介电混合模型对体积分数定量评价准确性更高,含水合物石英砂中各组分的体积分数反演误差处于2.7%以内;（2）利用所提出的模型可以反演水合物生成与分解各阶段的各组分体积分数,从而能够准确分析多孔介质中各组分的含量变化过程;（3）通过对不同温度、不同粒径石英砂、不同表面电导率情况下含水合物石英砂体积分数进行反演计算以及对测量数据进行解释,可以明确多孔介质中各组分含量的变化,从而能够从微观机理层面建立混合物组分构成与整体介电特性间的关系。