天然气水合物以其能量密度高、燃烧无污染、储量巨大的优点引起了广泛的关注,但是现阶段既无法准确估算天然气水合物的资源储量,也缺乏监测天然气水合物开采过程的有效手段。本文针对天然气水合物的勘探与降压开采技术,研究了沉积物中CH₄水合物生成及降压开采过程中P波声速等物性参数的变化。研究内容如下:（1）使用天然气水合物P波声速测定实验装置,在不同条件下制备了一系列CH₄水合物样品,原位测定了CH₄水合物生成过程中P波声速及声波振幅随时间变化的规律,实验考察了沉积物孔隙中初始纯水饱和度、初始盐水饱和度以及沉积物承受的轴向压力对P波声学性质的影响。实验结果表明:在水合物生成过程中,水合物饱和度随反应时间增加而不断增大,达到最大值后趋于稳定,P波声速随水合物饱和度的增大而线性增加。随着沉积物孔隙中初始水饱和度的增加,在水合物生成反应结束后,CH₄水合物饱和度会增大,而沉积物承受的轴向压力和孔隙水类型对CH₄水合物饱和度的影响较小。（2）使用实验室制备的CH₄水合物样品,研究了富气和富水环境中,水合物降压开采过程温度、压力和P波声速等参数的变化规律,实验考察了开采压力、水合物饱和度、沉积物层压力等因素对P波声速的影响。实验结果表明:在水合物降压开采过程中,反应釜内温度变化表现为先降低再升高,并且富气环境中水合物降压开采过程的温度降幅更大。降压开采过程中,P波声速随时间增加呈阶梯状下降,P波声速与水合物饱和度不再有明显的线性对应关系。在本文的研究中发现,CH₄水合物生成过程中,P波声速随水合物饱和度的增加而线性增大,说明可以使用P波声速来预测自然界中天然气水合物的资源储量。在CH₄水合物降压开采过程中,P波声速随时间增加呈阶梯状下降,并且沉积物骨架强度下降后P波声速大幅降低,利用P波的这一特性可以监测水合物降压开采过程中地层稳定性的变化,保障水合物开采的安全进行。