天然气水合物因其分布广泛、资源量大,清洁低碳等优点,一度成为国际研究的热点。目前关于水合物的研究,已经从室内试验发展到了现场的试采研究。几次试采活动表明,出砂是制约水合物安全高效开采的关键问题之一。而目前的研究多关注于水合物开采过程中产出物的测试分析,对于水合物开采过程中的砂颗粒运移行为缺乏研究。降压法是目前公认的水合物开采最为高效的方法,近几年的几次海域试采均是基于降压法开展,厘清降压开采过程中砂颗粒运移行为对于阐明出砂机制、从根本上实现控砂防砂、实现水合物的商业化开采具有重要意义。本文聚焦于降压法开采水合物过程中的砂颗粒运移微观形态刻画,重点对不同储层条件（饱和度）和不同工程条件（降压方式、降压梯度、关井开井等）下的微观出砂形态进行了表征。具体开展工作包括:（1）水合物分解前的砂颗粒运移行为分析;（2）水合物分解过程中的砂颗粒运移行为分析。对两个阶段中,砂颗粒运移微观形态进行了刻画,对出砂形态的演化模式进行了定义,测试分析了产出物的特征,分析了不同工程因素和储层条件对出砂微观形态和产出物的影响机制,并在上述研究的基础上分析了出砂机制。以期通过本研究补充关于在出砂形态、砂颗粒运移过程等方面的研究空白,为阐明出砂机制,助力水合物商业化开采做出贡献。研究结果表明:在水合物分解前出砂形态有三种,其演化顺序为集体状侵入、间歇性集体蠕动、冲蚀沟,受到饱和度和驱替模式的影响出砂形态有所区别。在水合物分解过程中产出砂形态有四种,分别是内部迁移、垮塌、间歇性集体蠕动、蚯蚓洞,演化顺序受饱和度影响有所不同,对其形成机制和演化过程进行了分析刻画。内部迁移效应主要是细颗粒的层内移动,对出砂量意义不大,饱和度低会抑制内部迁移。基于产能和出砂两个角度认为,降压开采水合物,储层的饱和度越高,越有利于减缓出砂;分步降压法比一步降压法有利于减缓出砂;生产中关井再开井不利于控砂。高饱和度水合物储层和高降压梯度开采,储层容易因为焦耳-汤姆逊效应出现水合物自保护效应抑制水合物分解。水合物出砂机制中,水合物分解前降压造成的压差是主要出砂驱动力;水合物分解中水合物分解产生的气体驱动流体流动是主要驱动力,地层中的孔隙水是主要的携砂介质而非水合物分解产生的水。