天然气水合物作为一种新型能源,90%储存于海洋环境中,其中以海底砂岩水合物储量最高、质量最好,因此,具有很高的开发价值。采用现场勘探成本高,如何能够降低勘探成本具有重要意义。本文主要采用模拟实验结合数值模拟的方法对水合物储量进行预测,这样既降低了成本又提高预测精度。首先,通过模拟实验研究砂岩型水合物的形成机理及储气密度;其次,通过数值模拟研究天然气在海底砂岩中扩散范围;最后,对砂岩型水合物储量进行预测。通过模拟海底砂岩实验条件下水合物生成的成核机质、生长条件和水合物的储气密度为水合物储量预测提供支持;而对于天然气在海底砂岩中扩散范围建立数学建模,使用Fluent对扩散范围的影响因素进行分析。通过甲烷水合物动力学实验可以得到以下结论:(1)基于石英砂体系中甲烷水合物形成实验结果:实验条件下砂岩粒径对于水合物的形成影响非常小,粒径的改变几乎不会引起釜内剩余压力发生变化。而孔隙度参数的变化可更好反映出水合物储气密度的变化,当孔隙度为0.32时,储气密度最大为126.31;(2)甲烷水合物在碳酸钙体系中的实验表明,当海洋环境中的强碱弱酸盐附着于石英砂表面会对水合物的形成起到阻碍作用,导致水合物储量降低;(3)基于盐类体系中甲烷水合物生成实验结果:Na Cl浓度为(0,300 mmol)时,甲烷水合物的形成被促进,相对于纯水体系,甲烷的耗气量上升,当Na Cl浓度为100 mmol时,水合物储量最高,储气密度最大为96.28;当Na Cl浓度为(300 mmol,600 mmol)时,甲烷水合物的形成被抑制,甲烷的消耗量从0.4 mol下降至0.23 mol;相对于亲水性的盐来说,低浓度的疏水性的盐能够更好的促进水合物的形成。当盐的浓度过大时,对于水合物的形成都表现出很强的抑制效果。基于数值模拟实验结果可以得出,水合物在海底砂岩中的分布呈现溅射状,分布范围主要受天然气泄露速率、水深和砂岩高度形成封盖的影响。此外,通过模拟实验结合数值分析发现虽然低浓度Na Cl促进水合物形成,高浓度Na Cl抑制水合物的形成,但是就Na Cl浓度对于水合物的形成而言,并不是呈现完全的正相关或者负相关,而是存在着过渡区间。通过模拟实验结合数值模拟的方法可以更好的描述海洋环境变化和地质条件改变对水合物储量变化的影响,为海底砂岩型水合物开发提供理论支持。