对于海底浅层天然气水合物,常规的开采方法均不能进行相应的地层回填,进而会造成严重的地质灾害。从热采联合CO₂置换开采天然气水合物方法出发,针对该复合方法进行了理论论证,指明置换过程没有水合物笼形结构的液化,不会因为硬度的丢失造成地层失稳情况发生;另一方面,CO₂水合物强度远高于海底浅层疏松孔隙结构,在保证地质回填的同时能对海底浅层实现进一步加固处理。同时,通过热交换技术能够升高矿藏内部温度,从而加快置换反应速率,增大置换反应进行的程度,进而解决单一CO₂置换过程中置换程度小与置换效率低的问题。分析了CO₂注入压力、CO₂注入形态、反应温度、微波频率、微波功率等因素对开采天然气水合物过程的影响,为我国温室气体的存储、天然气水合物的开采和海底浅层地层维持稳定提供了理论支持。