天然气水合物广泛分布于满足低温高压环境的海洋大陆架边缘和陆上永久冻土区,由于其丰富的储量和清洁无污染的特点,被认为是未来重要的能源之一。本文研究了两种类型天然气水合物矿藏的降压联合热激法开采过程,分析了不同降压方式和不同热激方式对水合物开采过程中储层温度压力变化和产气产水特性的影响,为天然气水合物高效开采提供理论支撑。首先,本文搭建了一套天然气水合物开采实验系统,可研究气饱和与水饱和的天然气水合物矿藏的降压法开采、注水法开采、电加热法开采以及组合式开采。实验系统反应釜内装有功率可控的电加热棒,可实现水合物开采过程新型的热激方式—电加热。该实验系统采用3根定制的4点热电偶,采用了高精度的压力测量装置,反应釜采用耐高压方式设计,实验管路采用进口Swagelok无缝钢管和接头搭建完成。该实验系统具有数据采集准确、安全、密封性好的特点。此外,该实验系统采用多级防砂措施,解决了实验过程中常见的管路堵塞现象。其次,开展了气饱和条件下甲烷水合物生成特性实验,并利用降压联合热激法开展了水合物分解实验,证实了“记忆效应”对降低水合物生成诱导时间的作用。通过降压联合热激法水合物分解实验,研究了三种热激方式对气饱和条件下甲烷水合物分解过程储层温度压力变化和产气产水的影响。研究发现,当采用温水注入法辅助降压对水合物进行分解时,温水注入会升高储层压力,进而抑制水合物分解,降低平均产气速率,增加产水量。而采用电加热法辅助降压法分解水合物时,电加热会促进水合物分解,电加热功率越大,水合物分解速率越快,平均产气速率越高,且电加热对产水量无影响。最后,开展了水饱和条件下甲烷水合物的降压分解实验,温水注入法辅助降压法水合物分解实验,以及电加热法辅助降压法水合物分解实验。发现对水饱和甲烷水合物储层进行单纯降压分解时,无论降压方式如何,降压开始后储层压力会快速下降到相平衡压力附近,之后压力和温度便开始缓慢下降。同时,相对于一次直接降压,采用预降压的方式会使得平均产气速率变小。使用降压联合热激法对水饱和条件下甲烷水合物进行分解时,温水注入或电加热过程均会增大储层的压力,进而抑制水合物的分解。但就整个过程而言,相比单纯降压法,降压分解时对储层进行热刺激会促进水合物分解,其中电加热法的促进作用更为明显,且电加热在减少产水量方面也有很大优势。