目前提出的天然气水合物开采方法中,CO₂置换法在封存CO₂的同时又可开采水合物中的CH₄,因而成为一种极具前景的水合物开采方法。为提高产气率及天然气水合物储层采空区的稳定性,将CO₂置换法和直接降压法结合用以开采天然气水合物,开采过程中CO₂运移到CH₄分解区,形成的CO₂水合物受到高浓度CH₄及不饱和地层水的作用而分别发生分解和溶解,造成CO₂水合物盖层的不稳定。为探讨上述技术思想中CO₂水合物盖层的稳定性,本文运用一维可视气体水合物实验模拟装置及Raman光谱仪分别研究了CO₂水合物在CH₄氛围中及不饱和水中的退化规律,主要内容包括:（1）进行了不同甲烷初始浓度下CO₂水合物的分解实验研究。利用气相色谱分析了CO₂水合物分解过程中气相组成的变化,并通过实验装置的可视窗口观察CO₂水合物分解过程中的形貌变化。发现实验过程初期CO₂水合物存在二次生成过程,然后在CH₄氛围中会缓慢分解直至CO₂达到气-固-液平衡。但该过程中水合物初始分解速率要低于CH₄氛围中相同CO₂分压下直接降压过程的分解速率。（2）利用原位Raman光谱技术研究了CO₂水合物与CH₄的作用机制,在线监测了CH₄分子在气体水合物孔穴中的占据状态,Raman光谱表明,CH₄气体在低于CH₄水合物生成平衡压力下,能够占据水合物孔穴中的大孔,且相比于高CH₄初始浓度,低CH₄浓度条件下,CH₄分子能够更快速地占据水合物大孔孔穴。（3）利用Raman光谱技术定量测定了CO₂水合物分别在纯水及盐水体系中平衡浓度,并拟合了水合物存在条件下,CO₂与H₂O的Raman光谱峰面积比PAR（ACO₂/AH₂O）和CO₂浓度CCO₂间的函数关系。