天然气水合物是一种类似于冰的晶体物质,能量密度较大,广泛分布在海洋底部和高原冻土带。被认为是21世纪的重要清洁能源,受到世界各国的重视。对于天然气水合物开采技术的研究目标是提高效率、减小风险以及降低成本,进行勘探与开采的前提是掌握天然气水合物的成藏机理。本论文利用差示扫描量热仪对水合物形成分解过程热变化进行了探究,并搭建小型三维设备展开注热、降压等条件下水合物分解模拟实验,探究了过程中温度、压力及产气量的变化规律。主要研究内容如下:(1)使用差示扫描量热仪,采用程序升温法获取水合物相态变化过程中的热量变化。考察了石英砂粒径、初始含水率、温度及含盐等条件对甲烷水合物形成与分解过程中热量变化的影响。实验结果表明:水合物相态变化过程中放热量随沉积物目数增大而增大,随含水率的增大先增加后减小,50%含水率条件下放热累积量最大。含盐体系下放热规律与纯水体系类似,反应速率与转化率降低。(2)使用小型三维反应器模拟海洋富水环境,考察注热、降压等条件下水合物形成与分解过程中温度、压力、产气量的变化情况。实验结果表明:进气后,水合物大量生成,釜内温度迅速升高,压力随之下降。分解过程中,体系内的水合物几乎同时分解,温度迅速降低,产气速率随着分解的进行不断减小。注入热水后,分解速率增大;随着注入热水温度的增高,水合物分解速率不断增大;注热过程效率较低,热量在反应釜内传递损耗较大。