本书聚焦天然气水合物开采面临的科学问题和技术挑战，进行天然气水合物开采实验研究，开展了一系列水合物生成、分解热力学和动力学实验。通过多尺度、多井网、多原理开采模式下水合物开采模拟研究，形成了海洋目标区水合物开采方法优选技术，为建立适合于我国海洋目标区的水合物开采技术提供了理论指导。 本书共分为9章。第1章天然气水合物开采模拟装置简介，主要梳理和总结国内外研发的天然气水合物开采实验模拟装置；第2章天然气水合物开采实验模拟装置与方法，介绍不同尺度的天然气水合物开采实验模拟装置，天然气水合物生成、分解实验以及导热系数和渗透率测量实验方法和步骤；第3章多尺度装置中天然气水合物生成模拟研究，分析小规模和中试规模装置中水合物生成实验结果，对比装置尺度对生成实验的影响；第4章多尺度装置中单井降压模式下水合物开采模拟研究，阐述小规模和中试规模装置中水合物单井降压开采物理模拟实验结果，分析降压模式、沉积物特性以及井网布置对降压开采的影响；第5章多尺度装置中单井注热模式下水合物开采模拟研究，阐述小规模和中试规模装置中水合物单井注热开采物理模拟实验结果，分析注热模式、沉积物特性以及井网布置对注热开采的影响；第6章多尺度、多井网、多原理开采模式下水合物开采模拟研究，基于小规模和中试规模装置中水合物开采模拟实验结果，重点分析多尺度、多井网、多原理开采模式下天然气水合物产能特征及主要影响因素；第7章天然气水合物开采过程传热模拟研究，分析多孔介质中水合物分布、水合物分解对导热系数的影响，解析传热模式对水合物分解的热质传递影响；第8章天然气水合物开采过程传质模拟研究，基于多孔介质渗透率测量实验结果，分析水合物分布对开采过程多孔介质中传质的影响；第9章结论，梳理总结复杂开采井网布置条件下，不同尺度的天然气水合物开采实验物理模拟结果。

第1章 天然气水合物开采模拟装置简介
1.1 美国地质调查局天然气水合物沉积物测试实验系统
1.2 美国国家能源技术实验室天然气水合物开采实验系统
1.3 美国橡树脊国家实验室海底过程模拟器
1.4 美国哥伦比亚大学实验室水合物生成分解系统
1.5 德国地球科学研究中心大型实验室天然气水合物开采模拟器
1.6 日本大型天然气水合物试开采实验装置
1.7 韩国汉阳大学天然气水合物实验模拟系统
1.8 中国石油大学（北京）实验室水合物生成分解系统
1.9 中国石油大学（华东）水合物储层物性测量及模拟开采系统
1.10 青岛海洋地质研究所海洋天然气水合物模拟装置
1.11 中国科学院广州能源研究所大尺度全尺寸开采井天然气水合物开采三维综合模拟试验系统
第2章 天然气水合物开采实验模拟装置与方法
2.1 天然气水合物小型圆柱模拟系统
2.2 天然气水合物小规模三维模拟系统
2.3 天然气水合物中试规模三维模拟系统
2.4 天然气水合物分解多相渗流及热质传递模拟实验装置
2.5 天然气水合物生成实验方法和步骤
2.6 天然气水合物开采实验方法和步骤
2.6.1 降压法开采
2.6.2 热吞吐法开采
2.7 沉积物中导热系数测量实验方法和步骤
2.8 沉积物中渗透率测量实验方法和步骤
第3章 多尺度装置中天然气水合物生成模拟研究
3.1 小规模装置中水合物生成实验
3.2 中试规模装置中水合物生成实验
3.2.1 水合物生成过程实验
3.2.2 水合物生成数值模拟
3.2.3 实验与数值模拟结果分析
3.3 不同尺度装置中水合物生成实验对比
3.3.1 不同尺度装置中水合物生成实验
3.3.2 不同尺度装置中水合物生成数值模拟
3.3.3 实验及数值模拟结果分析
3.3.4 不同水合物藏中反应速率常数特性对比研究
3.3.5 不同尺度水合物藏中水合物生成特性对比
第4章 多尺度装置中单井降压模式下水合物开采模拟研究
4.1 小规模装置中水合物降压开采物理模拟实验
4.1.1 压力变化
4.1.2 产气变化
4.1.3 产水变化
4.1.4 温度变化
4.2 小规模装置中不同降压模式下砂质沉积物中水合物分解实验
4.2.1 温度、压力变化
4.2.2 产气和产水变化
4.2.3 显热及分解速率常数
4.3 小规模装置中不同降压速率下砂质沉积物中水合物分解实验
4.3.1 压力变化特性
4.3.2 产气、产水特性
4.3.3 温度变化特性
4.3.4 水合物的分解特性
4.4 小规模装置中不同粒径的砂质沉积物中水合物降压分解实验
4.4.1 产气特性
4.4.2 温度变化特征
4.4.3 水合物剩余量
4.5 中试规模装置中水合物单井降压开采物理模拟实验
4.5.1 压力变化
4.5.2 温度变化
4.5.3 电阻变化
4.6 中试规模三维装置中垂直井和水平井降压法开采水合物对比研究
4.6.1 压力、温度变化
4.6.2 产气、产水特性
第5章 多尺度装置中单井注热模式下水合物开采模拟研究
5.1 小规模装置中不同粒径的砂质沉积物中水合物注热分解实验
5.1.1 产气、产水特性
5.1.2 温度变化特征
5.1.3 水合物分解率
5.1.4 能量效率
5.2 小规模装置中单井热吞吐开采水合物模拟实验
5.2.1 单井热吞吐三维开采特性
5.2.2 不同注热温度热吞吐开采三维物理模拟实验研究
5.2.3 不同注热量热吞吐开采三维物理模拟实验研究
5.2.4 不同条件下热吞吐法实验对比
5.2.5 无烟井热吞吐开采实验研究
5.3 中试规模装置中水合物热吞吐法垂直井开采实验
5.3.1 压力和温度变化过程
5.3.2 产气和产水变化过程
5.3.3 参数敏感性分析——热水注入时间
5.4 中试规模装置中水合物热吞吐法水平井开采实验
5.4.1 压力和平均温度变化过程
5.4.2 产气和产水变化过程
5.5 中试规模装置中垂直井和水平井热吞吐开采水合物对比研究
5.5.1 压力、温度变化
5.5.2 产气、产水特性
5.5.3 能效比和热效率
第6章 多尺度、多井网、多原理开采模式下水合物开采模拟研究
6.1 小规模装置中单井热吞吐联合降压法开采水合物模拟实验
6.1.1 压力变化特性
6.1.2 温度变化特性
6.1.3 产气、产水特性
6.2 小规模装置中单井降压结合盐水开采水合物的实验
6.2.1 压力、温度变化特性
6.2.2 产出水中盐度变化特性
6.2.3 注水盐度对温度空间分布的影响
6.2.4 注水盐度对产气特性的影响
6.2.5 注水盐度对产水特性的影响
6.2.6 注水盐度对能效比的影响
6.3 小规模装置中五点井网热激法开采水合物模拟实验
6.3.1 不同注热速率五点井网热激法开采水合物实验
6.3.2 不同开采压力下五点热激法水合物开采实验
6.4 小规模装置中五点井网热吞吐联合降压法开采模拟实验
6.4.1 压力、温度变