面对当前能源短缺和环境恶化的严峻形势,寻求高效、清洁能源成为人类面临的迫切任务。甲烷水合物具有储量大、能量密度高、燃烧清洁等优点,被认为是21世纪最具开发前景的能源,开展甲烷水合物的基础物性及其开采技术的研究具有重要的理论和现实意义。本论文针对多孔介质中的甲烷水合物进行降压分解实验和数值模拟研究。建立了模拟多孔介质中甲烷水合物生成和分解的实验系统,测得了多孔介质中甲烷水合物的相平衡曲线。在此基础上,系统地进行了甲烷水合物的生成和降压分解实验研究,分析了开采动态及影响因素,结果表明边界传热能极大的影响水合物的分解速率。采用通入过量气体提高水转化率的定容合成甲烷水合物实验方法,较大程度上避免了在测量过程中水合物的生成和分解,国内首次利用甲烷测量了恒温恒压恒流条件下含不同水合物饱和度时多孔介质的绝对渗透率,通过与当前通用模型的比较,发现与Masuda渗透率模型拟合较好。建立了三维立方体孔隙网络模型,研究了孔径分布对水合物相平衡的影响,模拟了水合物在多孔介质中生成导致的渗透率变化,模拟结果与实验数据吻合较好,表明了采用孔隙网络模型可以在微观尺度上模拟多孔介质中水合物的生成和分解。考虑水、气、水合物三相,水、气、水合物三组分,根据质量守恒和能量守恒原理,考虑水合物在多孔介质中的生成分解动力学和热力学,建立了基于二维轴对称的甲烷水合物分解数学模型,采用全隐式方法进行求解。通过与实验结果对比,验证了数学模型的准确性。对实验室尺度下多孔介质中甲烷水合物降压分解进行了影响因素敏感性分析,结果表明,水合物分解速度常数、渗透率下降指数、气液两相相对渗透率、岩石导热系数、水合物藏初始温度和各相饱和度、出口压力以及边界传热等均会影响多孔介质中甲烷水合物分解速率。研究结果表明：气相相对渗透率的增加较相应液相相对渗透率的增加更能提高水合物的分解速率；对高饱和度的水合物藏,需要采用降压和注热联合开采；液相饱和度对水合物分解速率的影响存在一个最优值,大约为相应的有效残余饱和度；在较强边界传热条件下,累积产气量增加有限,而耗热量增加较多,且多孔介质区域内可能同时存在水合物生成和分解。