由于天然气水合物钻探取样近年来取得重大进展,对获取的水合物岩心进行声波检测与基础物性分析能够快速判断水合物的存在,这对于水合物的资源勘探与开采具有重要的作用。通过对天然气水合物保压样品的检测与基础物性分析,能够得到水合物开采目标区的水合物赋存情况和相关的储层特征,将极大地推动天然气水合物的深入研究。本文完善并改进了天然气水合物岩心声波检测系统,应用该系统对人工合成水合物岩心的声学特性进行了相关研究,并进行了现场海上取样检测实验研究。在实验室内,通过控制轴向压力、孔隙度、水合物饱和度等工况的不同,开展了水合物岩心声波速度变化规律的研究。实验结果表明:水合物岩心的声波速度会由于水合物饱和度的增大而逐渐增加。控制水合物饱和度从58%慢慢增加到100%,轴向压力对声波速度的影响较为明显,但是这种影响会随着饱和度的增加而慢慢变小。针对不同大小的轴向压力对含水合物岩心声波速度的影响进行了相应的实验研究,实验结果表明随轴向压力不断增加,声波速度也不断增加。当水合物饱和度为0时,随着轴向压力的增加,声波速度增幅较大,而当水合物饱和度为100%时,随着轴向压力的增加,声波速度增幅较小。因此,在高水合物饱和度下,轴向压力的作用降低,水合物的存在能够降低轴向有效应力失去的影响。进行了天然气水合物在线声波检测系统与船载取样转移系统的对接,充分考虑海上工况进行多次对接调试与可行性实验,并应用普通泥沙进行了现场模拟实验,能够准确判断出岩心管内水、冰及模拟块状水合物的存在及信号区别。岩心内的声波速度会随着水合物饱和度的增加而增加。因此,声波速度可以作为水合物的存在判据。对于在南海钻探获得的天然气水合物岩心样品,进行了包括了声学特性、CT、粒度分布、液塑限等方面的基础物性分析检测。实验结果表明了样品水饱和度较高,CT图像中呈现出一个均质的整体,不存在裂缝,可以预测在海底浅表层基本不存在块状或者片层状的天然气水合物。由于在拍摄时使用的仪器分辨率达到了80μm,仍然无法看到孔隙内的分布情况,因此砂子粒径应在纳米级。对样品进行粒度分析表明,南海沉积物样品的粒度分布区间大致为0.2μm-63μm,这表明该区域的沉积物颗粒非常小,大部分为粉砂和粘土。在这种极细的沉积物颗粒中,不易进行水合物的生成,在相对较粗的颗粒中更加适合水合物的生成和聚集。占比较高的细颗粒会影响流体的流动和水合物的聚集过程,较细的沉积物粒径开采过程中容易堵塞井筒,应根据粒径分布数据布置多重滤网,防止开采过程中泥沙冲出造成井筒堵塞。