天然气水合物资源储量大、分布广、能量密度大、燃烧清洁,实现其安全高效开采是全球研究热点和科技前沿。我国南海是重要的水合物资源富集区,其商业化开采将对国家能源结构优化与能源安全保障发挥重要作用。然而,南海水合物储层属于泥质低渗粉砂型,储层地质特征复杂,开采调控困难。目前,针对泥质水合物储层缺乏系统性研究,尤其是有效应力下泥质水合物储层渗透特性以及水合物与下伏气联采特性方面的研究鲜见报道。本文利用取样于南海的泥质储层样本开展研究,系统分析泥质水合物储层降压开采影响因素及作用机制,旨在为海洋水合物资源安全高效开采提供理论基础。针对有效应力作用的泥质低渗水合物储层渗透特性,本文自主设计搭建了加载有效应力岩心夹持器实验系统,测量了泥质低渗水合物储层样本的渗透率。揭示了初始水饱和度、水合物饱和度和有效应力对泥质储层渗透性的影响规律及作用机制;发现了有效应力升高过程泥质储层渗透率突变现象,分析了升高有效应力对泥质储层渗透率造成不可逆损害的原因;基于实验研究结果,提出了耦合有效应力的修正Masuda渗透率模型。以阐明泥质水合物储层渗透特性为研究前提,系统分析了气/水饱和两种泥质储层内水合物生成和降压产气特性影响因素及作用机制。揭示了降压开采过程有效应力对泥质储层的挤压作用是影响产气效率的关键,量化了3 MPa有效应力束缚的水合物和孔隙气残余量;发现了水饱和泥质储层降压开采过程的水合物均匀分解现象,分析了控制水合物均匀分解产气的主要因素,揭示了水饱和泥质储层的液态水增强储层传热性能的作用机制,这为提高泥质储层水合物分解产气效率提供了新思路。在厘清泥质水合物储层降压开采产气特性的基础上,首次通过实验和模型研究系统性分析了泥质水合物储层与下伏气降压联采产气特性。发现了降压联采过程水饱和泥质水合物储层封盖高压下伏气的现象,揭示了下伏气突破封盖流入水合物储层对温度、压力、水合物分解速率和产气速率的影响规律;通过分析下伏气对水合物分解速率、产气速率和产水量等多参数综合影响,初步论证了下伏气对水合物储层的降压增产作用;解析了降压联采过程水合物分解和下伏气产出的相互依存关系,阐明了降压开采过程本征渗透率、有效应力和水合物饱和度对水合物储层渗透产气特性的综合影响机制。基于本文实验研究结论,建立了水合物储层与下伏气降压联采产气预测模型和水合物分解前缘轨迹预测模型,与耦合有效应力的修正Masuda渗透率模型相结合,准确获得了降压联采过程水合物分解前缘精确轨迹和下伏气压力演变规律,自主设计实验验证了联采产气预测模型的可靠性。本文研究将为海洋水合物资源安全高效开采提供重要参考。