水合物与能源开采、流动保障、运输、全球气候变迁以及安全问题密切相关,因而受到了广泛的关注。水合物在为科学技术与人类社会的发展带来机遇的同时,也带来了许多问题和挑战。本文以多孔介质中水合物生成与分解规律为研究目的,利用设计搭建的核磁共振成像(MRI)实验平台,对四氢呋喃水合物、二氧化碳水合物及甲烷水合物进行了研究,计算了多孔介质的孔隙度及水合物的饱和度,确定了水合物的生长方式,分析了温度、压力及多孔介质对水合物生长与分解过程的影响规律,对阐明水合物生长和分解的机理及开展水合物开发利用的研究具有重要的理论和现实意义。应用MRI对多孔介质的结构参数进行研究,结果表明MRI平均信号强度法与双峰阈值法可以得到多孔介质的孔隙度,但是前者不适用于小粒径颗粒,后者则存在阈值选择的主观性问题。利用平行毛细管模型、Kozeny-Carman模型或者Kozeny-Carman修正模型计算的渗透率,与实验值相比普遍偏高。利用MRI流动数据来计算渗透率,准确度将有所提高。多孔介质对水合物形成与分解过程影响的实验研究显示,颗粒粒径越小,水合物成核时间越短,水合物生长速率越快。随着形成温度的升高,颗粒尺寸对水合物成核速率的影响变得明显。颗粒粒径越小,分解速率也越快。但对于四氢呋喃水合物,与温度的影响相比,颗粒尺寸对分解速率的影响很小。温度对水合物形成与分解过程影响的实验研究表明,形成温度越低,水合物的诱导时间越短,水合物生长速率越快,最终饱和度也越高。压力相同时,水合物的诱导时间与过冷度呈指数关系变化,而生长速率与过冷度呈线性关系。对于分解过程,分解温度越高,水合物分解速率越快。压力对水合物形成与分解过程影响的实验研究表明,形成压力越大,水合物诱导时间越短,生长速率越快。温度相同时,水合物的生长速率与压力几乎呈线性关系。压力对生长速率的影响随着生成温度的降低而增大。对于分解过程,分解压力越低,水合物分解速率越快。综上,本论文利用MRI技术,对多孔介质中水合物的形成与分解过程进行了研究,为理解相关的水合物动力学提供了理论和实验支持。