天然气水合物作为极具开采前景的潜在能源之一,广泛存在于地球的冻土区和海洋沉积层中,储量非常可观。水合物储层属于多孔介质,具备一定的渗透性,其渗流特性会对天然气水合物开采中的气水流动状况产生不容忽视的影响,决定了水合物开采稳定性和经济性。因此,国内外进行了一系列关于水合物沉积物孔隙渗流特性研究。在水合物开采中,降压法更适用于温度适宜并且渗透性良好的储层,其最为显著的特点是无需连续激发,是目前海洋水合物试采成功的有效方法。然而,目前有关降压开采过程土体体积变化对水合物沉积物孔隙渗流影响的研究较少。因此,本文重点研究了不同荷载作用下水合物沉积物的孔隙渗流变化问题。首先进行了水合物沉积物渗流实验结果研究分析。发现由于孔隙体的压实,水合物沉积物试样在高有效轴向应力下的气相渗透率小于低有效轴向应力下的气相渗透率。其次,运用COMSOL软件进行建模,系统研究了水合物沉积物渗流-变形全耦合控制方程,并将之与其它已经发表的算例进行对比验证。针对沉积层中水合物的分解过程,建立了能质运移模型,并分析了不同工况下特定位置各物理量的耦合规律。通过与Masuda的实验结果以及Uchida论文中的算例进行对比和验算,证实了本模型的适用性。模型可准确描述降压分解过程中沉积层水合物的分解、降压、分解吸热等现象,也可表征注热分解过程中升温、气体饱和度的增加以及压力增大等现象。最后,经过对比分析发现,本文建立的模型可以很好地模拟水合物储层天然气产量和温度变化,对于天然气水合物开采具有重要的意义。