天然气水合物能源储量巨大,能量密度高,分解后只产生水和甲烷,是一种清洁高效的能源。天然气水合物赋存需要必要的稳定条件,因此天然气水合物资源往往埋藏在多年冻土区和深海沉积物中,与其他常规化石燃料相比,天然气水合物的开采更加复杂。低渗透率水合物储层水合物产气速率慢,压力传递缓慢,提高水合物储层的渗透率是提高水合物分解效率的关键。针对南海含水合物沉积物特性,进行含水合物海洋沉积物分解研究,对我国南海水合物开采具有借鉴意义。为研究南海真实含水合物沉积物下水合物分解情况,本文采用南海海洋土进行甲烷水合物生成与分解实验。另一方面,本文利用一个三维甲烷水合物分解模型,针对我国南海水合物储层的渗透率较低,制约水合物分解的问题,研究了压裂技术对低渗透率水合物储层的影响及促进作用,包括在不同压裂模式与对流换热条件下的影响,为低渗透率储层水合物开采提供重要的参考。另外,发展分解模型对ClassⅡ型水合物进行了压力、温度与水合物分解特性研究,并探究梯度降压对产气速率的影响,并在梯度降压的基础上加入注热探究压热联调机制,研究注热条件下的水合物分解。研究结果表明海洋土沉积物水合物生成过程与石英砂中水合物生成过程不同,没有明显的温度凸起,水合物形成较为缓慢。在利用梯度降压进行水合物分解时,一定时间的压力稳定能有效提高梯度降压对缩小水合物分解过程中温度降的效果。压裂可以在低渗透率储层中创造额外的气水流动通道,有效促进压力传播,提高产气效率。较长的压裂深度更有利于岩心深层气的释放,但压裂半径对水合物分解的影响有限。储层显热对水合物分解的热量贡献较低,在模拟中始终低于15.9%,及时充足的热量对水合物的连续分解至关重要。ClassⅡ型水合物的自由水层前期的高水饱和度阻碍压力传递,梯度降压使产气过程平稳,累计产水量与最终产气压力相关,与产气过程无关。