天然气水合物作为一种储量巨大并且能量密度高的清洁能源,引起了国内外广泛关注。不同于日本、韩国、印度等地的砂质水合物储层,我国试采靶区南海神狐海域水合物储层沉积物多由泥质粉砂、粉土等粘粒构成,由于粒径、水敏特性等的差异,我国南海水合物储层渗透特性与目前国际公开报道的水合物储层的相关性质存在一定的差异。此外,不同于目前理想化的均质岩石物理模型,实际水合物产状多以颗粒、脉状、裂缝等复杂填充形式存在于储层中,并按一定规律以层状分布。因此,本文以泥质粉砂为实验材料,实验室重塑了互层型水合物沉积物,重点研究了水合物生成、分解过程中渗透率演化规律,并将其与均质水合物沉积物的渗透性质进行对比,得到了如下发现:首先,围绕水合物生成过程,基于低温高压水合物渗流实验台,研究了有效应力对不同水合物饱和度条件下互层及均质水合物沉积物渗透特性的影响。实验结果表明,有效应力的增加,会压实沉积物颗粒,挤压有效流道,导致互层及均质水合物沉积物渗透率下降;由于水合物非均质分布导致的变形各向异性,互层型水合物沉积物渗透率损伤随有效应力呈幂增长,损伤率为0～30%,均质型水合物沉积物渗透率随有效应力呈线性增长,损伤率为10～80%;同时,由于水合物对粘土颗粒的胶结凝聚作用,导致孔隙尺寸变大,形成了更为有效的流道,因此,水合物饱和度越高,损伤率越大;此外由于水合物非均质分布导致渗透率的各向异性,使得均质型水合物沉积物与互层型水合物沉积物渗透率随有效应力增长下降速率不同,并且当有效应力为5 MPa时,水合物非均质分布对渗透率的影响最小。相关研究为水合物成藏中,储层渗透率随有效应力的变化提供理论依据。然后,围绕水合物分解过程,研究了孔隙压力对不同水合物饱和度条件下互层及均质水合物沉积物的渗透特性的影响。实验结果表明,由于泥质粉砂遇水膨胀,导致互层及均质水合物沉积物在分解后渗透率都有所下降;当孔压大于3.8 MPa时,由于气体滑脱效应,互层水合物沉积物的渗透率随孔压降低总体呈线性上升;水合物非均质分布使沉积物最终渗透率取决于渗透率最小部分,因此渗透率最小的薄夹层决定了水合物沉积物整体的渗透率。相关研究,填补了泥质互层型水合物分解过程中渗透特性研究的空白,可以为实际储层降压开采提供理论指导。