天然气水合物因燃烧清洁、单位热值高、资源储备量大等优势,引起了世界范围内的关注和研究,被视为21世纪最具商业化开采价值的新型能源。我国作为天然气水合物资源大国,实现其产业化开采对缓解我国能源短缺、优化能源结构具有历史性意义。天然气水合物开采的本质是包含相变、多相渗流等多场耦合的复杂过程。因此,解析水合物连续分解过程储层渗透特性变化规律,探明流体运移过程对水合物相变的影响机制,对天然气水合物资源开采具有重要的理论指导意义。本文紧抓相变和渗流两条主线开展研究,旨在阐明多孔介质内水合物相变与流体运移的相互作用机制。首先,本文研究了水合物连续相变过程多孔介质的渗透特性和气饱和水相渗流规律。利用自主设计搭建的多点连续气-水两相渗流特性测试系统,采用等梯度升温水合物分解法,首次实现了含相变沉积层实时渗透率的连续测量,获得了水合物实时相变对多孔介质渗透特性的指数型影响规律;确立了多孔介质内水合物赋存方式由表面附着型向孔隙填充型转变的临界水合物饱和度为32%;两种填充类型下,渗透率降低量与水合物饱和度增量的比值差距最高达2倍。此外,基于核磁共振成像技术,利用改进的双极梯度快速自旋回波脉冲序列,发现了含水合物填砂岩芯水相截面速度分布存在正速度区域和负速度区域的特性;通过对重水的实施追踪,发现了流动过程存在新水稀释旧水的现象,且流速越高、稀释作用越明显,为高水流速度加快水溶物溶解提供了直接证据。其次,利用水合物相变可视化系统,实验发现了欠饱和水流动引起的水合物动态溶解行为,是导致多孔介质渗透率上升的根本原因。基于热力学势差和动力学传质理论确定了水合物溶解机理:即水与水合物的相间化学势差提供了水合物溶解驱动力、水与水合物相界面的气体传质速度决定了溶解速度;提出了第三相态（气泡）产生是宏观表征水合物溶解和分解的根本标志。建立了以流速为主要参数的水合物溶解动力学模型,明确了流速越快、界面传质越快,环境水相气体浓度越小、溶解驱动力越大、溶解速率越快的水合物相变特性。利用核磁成像系统首次观测了多孔介质内欠饱和水流动过程水合物的溶解特性,建立了水合物溶解时-空演变预测模型,阐明了水-水合物相界面变化的径向依赖特征,发现了水合物溶解呈现稳定-低饱和度区域优先溶解-流道形成-流道扩张-流道消失的空间分布演化规律。基于上述水合物溶解机理,本文提出了辅助传统水合物开采方法的水流侵蚀法水合物强化开采技术。针对单一降压过程的结冰问题,通过分段降压、持续降压、恒速采气等模式控制降压速度,同时引入水流侵蚀过程,加快储层热质传递,提高了水合物分解速率;研究发现降压速率越快、水流速度越高,水合物分解进程越迅速,储层最终压降幅度越小,更有利于保护储层稳定性。建立了以水流量为主要参数的能源投资回报率模型,分析了不同开采方法的经济性,发现分段降压、持续降压与水流侵蚀的组合模式可以实现更高的经济回报率。通过引入温度、压力、盐度和流速等耦合因素,实现温-压调控优化,系统解析了海水流侵蚀-降压-热辅助的三法联采模式下水合物开采特性,为实现天然气水合物安全高效开发提供了新思路。