天然气作为一种优质、高效的清洁能源,对改善能源结构具有重大作用。然而天然气资源大多远离资源消耗区,因此实现高效、安全的天然气储运技术将是未来天然气工业研究的重点。天然气水合物储运技术凭借安全、经济和技术可靠性的优势有望成为天然气储运行业的最佳选择。虽然天然气水合物储运技术有着较为可观的优势,但是在实际应用的过程中仍然面临着水合物生成过程缓慢等问题。本文首先建立了四氢呋喃-天然气水合物相平衡预测模型并对模型进行了检验与评估。随后在此基础上完成了四氢呋喃（THF）-甲烷（CH4）水合物生成特性分析,并进一步对THF-CH4水合物在反应釜内的空间分布规律开展实验研究。基于集成学习算法,建立了含Na Cl条件下THF+天然气水合物相平衡温度预测模型。预测结果显示随机森林温度模型比梯度提升决策树与自动机器学习温度模型泛化能力高,但梯度提升决策树温度模型对实验温度的预测结果最准确。另外从Friedman检验与Nemenyi后续检验来看梯度提升决策树温度模型整体效果优于与随机森林和自动机器学习算法,而随机森林和自动机器学习算法之间无显著差异。随后选取梯度提升决策树算法对浓度5.56%条件下的THF-CH4水合物相平衡条件进行了预测。在获得THF-CH4水合物相平衡基础上,本文在实验温度和压力分别为283.2 K、3MPa条件下开展了THF-CH4水合物生成实验研究。通过可视化观察到THF-CH4水合物生长前期主要包括三个过程:首先THF与CH4在气液界面处形成饱和水合物层;之后CH4穿过该水合物层与溶液进一步反应,水合物层开始向下生长;与此同时水合物层开始向上生长且速率要远快于向下生长。另外研究结果表明在溶液体积250 m L的实验中水合物生长速率最快、诱导时间与t90最短,是该温度、压力条件下最佳气水比实验。探究了两种注气体模式下THF-CH4水合物的空间分布和演化规律。恒容多次注气注气模式下,观察到THF-CH4水合物在反应釜内呈现出三种赋存形态。恒压持续驱动力THF-CH4水合物柱由白色和透明层两层水合物共同构成。水合物分解实验证实了白色水合物层储气密度更高且反应釜的空间利用率和储气能力分别达到了89%和87.55（V/V）。最后THF-CH4水合物生长调控实验表明,分批次逐级递减注液可以对水合物柱形态进行有效的控制且反应釜的空间利用率达到98.63%。