作为地球上资源量最大的非常规天然气之一,天然气水合物广泛分布于深海沉积物或陆域永久冻土层的岩石裂隙、空隙中。此外,水合技术在油气储运、气体混合物分离、海水淡化及温室气体的海底封存等领域也都有着广泛应用前景。鉴于此,综合不同天然气水合物快速合成技术特点,并根据天然气水合物能够稳定存在的条件,本文设计了不同强化方式下的天然气水合物合成实验工艺流程,并根据本次实验特点对实验过程中甲烷水合物的诱导期进行了重新界定;以寻求高效强化天然气水合物生成的方法及规律,缩短天然气水合物的诱导时间,促进天然气水合物短时间内的高效、快速合成。研究了鼓泡及压力扰动下天然气水合物的生成动力学及其生成机理,阐明了气液体系水合反应的驱动力、天然气水合物生成过程中的传质速率的计算方式;根据实验过程中反应釜内天然气水合物的生成过程,建立了鼓泡过程中水合物生成的半经验物理模型,并推得了表征天然气水合物生成过程中合成速率快慢的表达方式,并系统研究了水合反应过程中的传质机理对天然气水合物生成过程的影响。利用二次增压研究了不同温度、压力、增压时间及压差条件下压力扰动对甲烷水合物生长过程的影响,结果表明:1)在满足水合物生成条件下,当甲烷水合物合成过程中长时间未生成水合物,压力扰动可有效的促进甲烷水合物生长过程,提高水合物生成几率;2)压力扰动不能直接促进水合物诱导成核期的过程,但在一定水合物晶核生长时间后能使反应从诱导成核期迅速进入快速生长期,且与初始实验压力、温度无关,增压会增大反应过程的驱动力,但驱动力增大的幅度并不是导致反应重新开始的主因;3)压力扰动会打破诱导成核后富液态烃相中的蒸汽水分子与富水相中溶解的甲烷分子保持的长期动态平衡发生闪蒸现象,导致气液界面水和甲烷浓度增大,可使停滞的反应重新开始。研究发现压力扰动可在不影响水合物结构且低能耗时高效、快速的合成水合物,为工业化快速制备水合物提供新思路。研究了鼓泡过程中釜内不同压力扰动对水合物成核诱导时间的影响,并与静态纯水体系下、SDS体系下水合物的诱导时间进行对比研究。结果表明:1)实验过程中,向反应釜内循环注入一定量的甲烷气体可以明显缩短水合物形成的诱导时间。2)首先在气液交界面处及该交界面处的反应釜壁面附近逐渐生成冰晶状物质,直至在气液交界面处形成水合物薄层。3)附着在上升气泡表面的水合物白色小球不断粘附在生成的水合物薄层下部,并沿液相方向生长直至充满整个反应釜。实验分别对5MPa、6MPa下鼓泡及压力扰动作用下天然气水合物合成的诱导时间进行了分析比较,并对其达到相平衡状态时的过压条件进行了统计;研究发现,当压力扰动在0.4～0.8MPa范围内时,水合物生成速度最快,且其达到相平衡时的过压度较小。