天然气水合物降压开采过程中随着水合物分解,储层物性和岩石力学性质都将发生改变,开采过程中常常伴随着储层出砂,储层出砂将会引发气体产量下降、油套管磨损等问题,增大开发成本,严重时还将堵塞地层孔隙,导致油气井停产。准确描述储层中天然气水合物分解规律及对储层物性和岩石力学性质的影响规律,揭示储层出砂机理,建立储层出砂预测模型,得到储层出砂规律是防治水合物储层出砂的基础。因此,需要开展天然气水合物降压开采过程中储层出砂规律研究。考虑天然气水合物储层中水合物分解对储层孔隙度、渗透率等物性参数的影响,结合水合物相态平衡方程,多相渗流方程,建立了描述天然气水合物降压开采过程中的动态分解模型;结合文献实验数据,对模型计算可靠性进行了验证;利用数值模拟分析了降压过程中水合物储层的分解规律。考虑水合物分解对储层内聚力、内摩擦角等岩石力学特性的影响,结合多孔介质弹性力学、岩石力学、渗流力学分析,建立水合物储层稳定性动态评价模型。考虑储层稳定性失效后破裂面处颗粒应力特征,揭示破裂面处砂粒脱落机理,建立了储层砂粒脱落半径计算方法。综合考虑水合物分解规律及储层稳定性,建立了降压开采天然气水合物藏过程中的动态出砂量预测模型,通过数值模拟,揭示了降压开采水合物过程中储层出砂规律。通过与文献中降压开采水合物实验结果对比,发现本文建立的水合物动态分解模型预测最大产气速率误差小于9%,累计产气量误差小于1.7%,模型适用于预测降压开采水合物过程中水合物分解规律;模拟结果表明生产压差越大,产气速率峰值出现时间越早,平均产气速率(相同累计产气量)越大,但随着生产时间增大,增大压差增加的产气量越不明显。水合物分解过程中,近井地带渗流附加应力大,内聚力降幅明显,储层稳定性最差,砂粒越容易脱落;出砂预测模型模拟结果表明随着生产压差增大,储层临界出砂半径越大,水合物储层开采出砂也越严重。