目前,虽然利用地球物理,地球化学和实验数据分析等方法表述天然气水合物藏的原位性质特征的文献报道越来越多,但对天然气水合物在海洋沉积物中的形成、积聚和分布的基本物理过程研究的不多。特别是在天然气水合物形成期间,沉积物物性对气体和液体通量影响的理论研究还不深入。　　 本论文主要是通过运用数值模拟方法,研究海洋沉积物中天然气水合物的空间分布特征和沉积物在天然气水合物形成和积聚期间的渗透率演化。本文具体研究内容包括:　　 1)计算天然气水合物的具体分布位置和厚度。根据实验观测数据和理论研究结果,论证了气体、液体通量和地温梯度可影响天然气水合物在天然气水合物稳定带中的分布。　　 2)预测海洋自然环境中的天然气水合物积聚速度和积聚时间,这主要取决于系统是扩散控制还是对流控制。对流控制系统形成相同厚度的天然气水合物带所用时间比扩散系统短。对流系统中质量通量越大,积聚速度越快,但是质量通量并不是越大越好。　　 3)探索在水合物形成期间,流体通量、裂缝开度和沉积物物性(例如,渗透率)对天然气水合物积聚的影响。利用守恒方程,建立一维-两组分-三相的数值模型,研究了天然气水合物的形成与分布和在起初没有天然气水合物条件下的沉积物渗透率演化。渗透率、流体通量和裂缝开度会持续降低,但是降低速度会越来越慢,直至天然气水合物带底界被堵塞。堵塞并不是天然气水合物完全封堵沉积物孔隙,而是渗透率降低到不能让系统组分(甲烷)流动。堵塞时间取决于流体通量,裂缝开度等因素。