天然气水合物是一种分布广泛的新型战略后备资源,因其储量丰富、清洁高效等优势备受全球学者和各国政府的关注。含水合物多孔介质的渗流特性是控制流动和传热的关键因素,一方面影响了水合物分解生产时的热动力条件,另一方面影响了水合物开采过程中的气、水产出速率。不同于传统油气藏,固相水合物分解成气相、液相会改变沉积物孔隙结构,天然气水合物开采时储层渗流特性呈现出动态演化特征。渗透率和相对渗透率是描述多孔介质多相渗流特性的基本参数,准确描述水合物开采过程中渗流参数的动态演化机制是评价水合物储层开采潜力及设计水合物开采方案的基础,也是水合物开采研究的重难点之一。水合物相变行为通过改变多孔介质孔隙结构进而影响渗流参数,而渗流参数又控制了气、水产出表现,因此水合物分解过程中渗流参数动态演化特征的研究是涉及从微观孔隙尺度到宏观场地尺度的复杂问题。然而,以往的研究中通常采用单一的研究方法从单个尺度探究渗流参数演化规律,不能有效捕捉水合物复杂的孔隙赋存行为或忽略了尺度效应。在定量关联渗流参数动态演化与水合物相变行为时仍存在研究缺口,制约了场地水合物开采潜力评价。因此,需要结合不同研究方法的优势,从多尺度联合研究水合物分解过程中渗流参数的动态演化特征。本文在厘清含水合物多孔介质多相渗流基础理论之后,使用格子玻尔兹曼方法（LBM）从微观孔隙尺度探究多孔介质孔隙结构随水合物的演变行为,明确影响渗流参数随水合物饱和度演化机制的关键因素。通过室内渗流实验,获取实验室岩心尺度含水合物多孔介质渗流参数的演化规律。基于微观模拟和实验结果,多尺度多方法联合构建能够描述不同类型多孔介质渗流参数演化规律的数学模型。将其耦合进TOUGH+Hydrate数值模拟程序中,通过数值模拟再现不同类型水合物储层试采实测产气、产水过程,进一步验证所构建模型的适用性和可靠性。基于试采场地数值模拟结果,反演识别宏观场地尺度水合物储层结构和渗流参数,探究水合物试采时影响产气、产水速率的关键过程,分析宏观场地尺度水合物开采过程中储层多相渗流特征。本次研究主要得出以下结论和认识:（1）基于微观孔隙尺度渗流模拟结果,明确了水合物分解过程渗透率动态演化机理。颗粒包裹型和颗粒填充型水合物相变诱发渗透率动态演化的关键因素均为孔喉尺寸的演变,孔喉尺寸随水合物饱和度的衰减速度在很大程度上决定了渗透率的衰减速度。（2）细颗粒泥质粉砂介质有效渗透率随水合物饱和度的衰减速度明显高于粗颗粒介质;水合物合成初期对多孔介质有效渗透率的衰减作用明显。产生以上现象的根本原因在于不同介质、不同时期水合物赋存形态对孔喉尺寸的影响程度差异。（3）基于微观孔隙尺度数值模拟和岩心尺度实验结果,构建了一个新的渗透率演化模型:kir=(1-m（SH）1/2)（1-SH）n,并确定了模型参数。模型中m是与粒径大小、分布、孔隙度等多孔介质特性相关的参数,n为渗透率衰减指数,m和n的值越大,渗透率随水合物饱和度的衰减速度越快。基于实验结果,确定了适用于砂质储层的渗透率模型参数为m=-1～1,泥质粉砂储层为m=1.5～2.5,而我国南海神狐海域适用的模型参数为m=1.734,n=4.577。通过调整模型参数,该模型可同时适用于粗颗粒及细颗粒沉积物。将该模型耦合进TOUGH+Hydrate多相渗流数值模拟程序中,完善了该程序对不同类型水合物藏多相渗流过程的求解计算功能。（4）水合物赋存状态对气、水相对渗透率的作用体现为:水合物的存在会明显降低气体相对渗透率;水合物赋存模式对残余水饱和度没有明显影响,而水合物饱和度的增加则会明显增大残余水饱和度。此外,综合实验数据和场地数值模拟识别结果,可以发现砂质储层残余水饱和度为0.2～0.3,泥质粉砂残余水饱和度为0.5～0.7。本文的研究获取了不同尺度含水合物多孔介质渗流参数动态演化规律及其关键影响因素,为水合物储层长期开采潜力评价及水合物安全高效开采提供一定的理论依据。