天然气水合物作为新一代清洁能源,其勘探和开发技术研究正处于关键的突破阶段。沉积多孔介质中天然气水合物的生成与分解特性直接影响水合物开采的安全性与高效性,本文以此为背景,对水合物在多孔介质中的生长与赋存规律以及分解过程中的气、水流动特性进行了系统研究。本文自主设计开发了一套多孔介质中水合物原位生成分解和流动特性实验系统,改进发展了多孔介质内核磁共振成像脉冲序列方法,实现了水合物赋存规律及分解过程中流动特性的动态可视化分析,并成功应用到多孔介质内多相渗流研究。在相关实验方法开发基础上,系统研究了不同种类水合物在不同多孔介质中的生成过程,探明了多孔介质内水合物的赋存规律。研究发现：以四氢呋喃为代表的液体水合物,在溶液浓度为1：17下生成水合物时,其结构属于粘结型；当四氢呋喃溶液浓度降低时,水合物的结构开始从粘结型向悬浮型转变；而甲烷、二氧化碳气体水合物的赋存结构呈现为悬浮型。同时,基于晶体形核动力学模型,理论分析了水合物的成核生长过程,证明了水合物的赋存结构可以在悬浮型和粘结型之间转换。原位观测了甲烷、二氧化碳水合物在多孔介质内的分解过程,得到含水合物多孔介质的结构在分解过程中的变化规律。在分解过程中,多孔介质的骨架结构无明显变化,多孔介质颗粒未发现相对位移,水合物固相赋集于孔隙空间。在分解过程当热流体注入不足时,在多孔介质内出现了显著的水合物二次生成现象,阻碍分解进程的进行。分析了含水合物多孔介质分解过程中的绝对渗透率和相对渗透率的变化规律,得到分解过程中的绝对和相对渗透率的变化曲线。研究发现,随着水合物的分解,含水合物多孔介质的渗透率逐渐增大,分解初期渗透率增大速度较快,分解至50%后,渗透率的增大速度减慢。同时,本文利用开发的多孔介质内核磁共振成像方法,首次获得了含水合物多孔介质分解过程中不同注入速度的单相流体的二维速度分布图,阐明了流体分布的不均匀性与多孔介质结构的关系。综上,本文针对多孔介质中的水合物赋存规律以及分解特性进行研究,探明了水合物在多孔介质的生长规律,阐释了天然气水合物分解过程沉积层多孔介质孔隙结构变化以及气、水渗透特性,为天然气水合物资源成藏分析以及安全、高效资源化开采提供了基础数据与理论支持。