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天然气水合物是储量巨大的清洁能源,对其进行开发利用有助于缓解世界能源危机,改善我国能源结构。然而天然气水合物的商业开采仍然面临许多问题,目前世界各国主要在实验室开展天然气水合物的模拟开采研究,研究大多集中在多孔介质类型、多孔介质液体饱和度、水合物饱和度、分解压力、反应器容积等因素对水合物分解过程的影响,对不同分解方法的储层温度变化、产气速率、产气率等特性研究较少,以及对储层冰相产生、注热对水合物分解的影响缺乏统一认识。本文采用高压差示微量热扫描仪（HP-μDSC）进行了气体水合物相平衡热力学特性研究,并对天然气水合物在多孔介质体系的分解特性和分解机理进行深入研究,揭示了升温、分解压力、注热、冰相生成对天然气水合物层温度分布、产气速率、产气率的影响规律,从而为推动天然气水合物开采技术的发展提供理论依据,本文的主要研究工作包括:（1）采用高压差示微量热扫描仪（HP-μDSC）测量了TBAC溶液中CO2、CH4及其混合气体生成水合物的相平衡条件以及水合物分解焓。研究发现CO2+CH4混合气体在TBAC化学计量浓度（3.3mol%）形成的半笼型水合物比其他浓度形成的水合物更加稳定;在1.0mol%TBAC溶液中形成的半笼型水合物是纯TBAC半笼型水合物和TBAC+CO2+CH4半笼型水合物的混合物;而在3.3mol%TBAC溶液中形成的TBAC+CO2+CH4半笼型水合物的分解焓随着压力的增加而增加,在5.0mol%TBAC溶液中这种趋势不明显。（2）在石英砂体系开展了天然气水合物的生成实验研究。研究发现石英砂液体饱和度越低,水合转换率越高、反应时间越短,但对气体消耗量而言,70%饱和度最佳;小粒径石英砂（0.180.25mm）体系生成水合物的气体消耗量明显高于大粒径（0.30.9mm）体系;在砂层中进气相比在砂层外进气,能明显加快天然气水合物生成。（3）采用升温法进行了天然气水合物分解实验研究。研究发现升温分解过程中反应釜内的温度存在“平台期”,其温压曲线符合相平衡曲线;升温分解过程中距离换热面越远,其温度越低,温度回升越慢,分解持续时间越长;升温分解法分解速率和产气率与水合物饱和度正相关。（4）采用降压法进行了天然气水合物分解实验研究。研究发现,分解压力越低,储层温度越低,分解时间越短;产气率随分解压力降低而升高,但分解压力越降低,这种提升越不明显;分解压力低,快速分解阶段更长,稳定分解阶段分解速率越慢;采用电磁阀控制分解压力,稳定分解阶段阶段性产气,产气间隔频率衰减。其中,压力越大,产气间隔越长且瞬时产气速率越大;冰相生成的降压分解中,分解速率快于未有冰相生成的降压分解,压力驱动力仍是水合物降压分解的主要因素。（5）采用降压联合注热法进行了天然气水合物分解实验。研究结果表明,注热能加快有冰相存在的水合物储层温度回升;从累计产气量来看,分解压力越高,注热作用越明显;注热提高了分解压力为2.2MPa下的产气率和分解时间,却降低了分解压力为2.6MPa、3.0MPa的产气率和分解时间,且分解压力越高,降低越明显;对于有冰相生成的降压分解反应,少量注入热水会导致冰相较未注入热水会增多,进而更多的阻塞砂层间隙,降低渗透率。同时未结冰的自由水会溶解更多甲烷气体,延长分解时间,但是热水的注入加快了储层温度的回升。