天然气水合物（以下简称水合物）资源量丰富,据估计赋存于其中的天然气总量约为2×1016m3,相当于全球常规化石能源（煤、石油、天然气）含碳量的2倍。因其具有分布范围广、资源量丰富、环境污染小等优点,被视为未来潜在替代新型清洁能源。自然界水合物主要赋藏于陆上冻土和深海沉积物中,其中海域水合物储层埋藏较浅,主要为弱固结或未固结的砂质和泥质粉砂沉积物。水合物开采过程中的水合物相变以及流体运移会导致储层力学性质发生变化、应力重新分布,诱发储层沉降、井眼出砂等一系列地质风险问题。从世界范围内已进行的水合物试采项目来看,出砂是水合物开采过程中不可避免的现象,成为制约水合物安全高效开采的瓶颈问题之一。揭示不同储层因素下水合物降压开采时的出砂行为规律是科学合理控砂的前提,也是破解上述瓶颈的关键。据此,本文利用自研的水合物储层出砂与防砂实验设备,以砂质与泥质粉砂两大类水合物储层为研究对象,通过室内试验模拟不同水合物饱和度、上覆地层应力、储层中值粒径以及储层初始温度条件等储层因素,研究了降压开采过程中水合物不同分解阶段（分解前、分解中和分解后）的沉积物样品出砂行为特征以及伴随的产气、产水和沉降响应行为规律,揭示了上述四个储层因素下降压开采过程中的出砂规律并探讨了可能的原因。进而对比了砂质与泥质粉砂两大类水合物储层出砂行为,并以室内实验数据为基础,分别建立了砂质与泥质粉砂两大类水合物储层降压开采出砂量预测模型。主要结论和认识如下:（1）实验尺度下砂质水合物储层降压开采过程中水合物分解前出砂量最少,水合物分解中出砂量显著增加且整个分解阶段出砂量都较高,水合物分解后仍然持续有砂颗粒产出,但是出砂量相比于分解中有所下降。水合物分解前产气、产水量与储层沉降都较小,而水合物分解过程中产气、产水与储层沉降速率均较高,水合物分解后产气、产水与储层沉降速率均下降。（2）泥质粉砂水合物储层降压开采过程中水合物分解前出砂量最少,伴随的产气、产水与沉降量也均比砂质低。当水合物开始分解时,出砂量、产气量与产水量急剧增加且沉降速率较快。此阶段出砂量主要集中在分解初期的高速产气产水阶段,之后出砂量、产气量与产水量逐渐下降。水合物分解后出砂量很少,相比于分解中明显下降,产气与产水速率均较低,沉降速率也逐渐趋向于0。造成两类储层水合物分解中与分解后出砂与储层响应行为差异的主要原因是降压过程中防砂筛网处形成的挡砂介质特征不同导致。（3）砂质水合物储层降压开采总出砂量随着水合物饱和度的增加而增加,且当水合物饱和度超过40%时,总出砂量增加明显。上覆应力对出砂行为存在一个临界值,当上覆地层应力小于12MPa时,总出砂量随着上覆地层应力的增加而增加;当上覆地层应力大于12MPa时,随着上覆地层应力增加,总出砂量反而减少。其余条件不变时,储层中值粒径越小,降压开采总出砂量越多;储层初始温度对于砂质水合物储层降压开采总出砂量影响较小。（4）泥质粉砂水合物储层降压开采过程中总出砂量随着上覆地层应力的增加而降低。水合物饱和度对总出砂量的影响存在一个临界值,当水合物饱和度小于40%,总出砂量随着水合物饱和度的增加而增加;当水合物饱和度大于40%,随着水合物饱和度增加,总出砂量反而减少。其余条件不变时,总出砂量随着储层中值粒径的减小而增加;储层初始温度越低,降压开采过程中总出砂量越多。（5）结合水合物饱和度、上覆地层应力、储层中值粒径和储层初始温度对两大类水合物储层降压开采出砂影响,根据室内出砂实验数据建立了基于“水合物饱和度-上覆地层应力-储层中值粒径”的砂质水合物储层降压开采出砂量预测模型以及基于“水合物饱和度-上覆地层应力-储层中值粒径-储层初始温度”的泥质粉砂水合物储层降压开采出砂量预测模型。为不同储层因素下两大类含水合物沉积物降压开采时出砂量预测提供理论参考,对开采时目标区域和储层优先以及相应防砂方案的制定具有指导意义。