天然气水合物是一种开采潜力巨大的清洁能源。降压法及降压注热联合开采方法,可以改变水合物相平衡条件使水合物不稳定分解,是开采水合物最有效和最常用的方法。已有研究多是直接利用模拟软件进行不同方案下水合物优化开采研究,缺少场地开采和模拟计算的对比验证。本文首先结合日本Nankai海槽场地资料和实际开采条件,包括开采场地水合物饱和度、渗透率、孔隙度和实际温压条件以及开采试验的开采压力等,利用TOUGH+hydrate模拟软件,获得开采周期内开采井的产气速率和产水速率等。然后将模拟计算结果与实测开采数据进行对比验证。对比结果发现,在模型能够较为精确地刻画水合物储层的渗透率及水合物饱和度非均质分布时,获得的模拟产气速率结果与实际试开采数据拟合较好,说明TOUGH+hydrate模拟软件可以正确地刻画水合物的开采过程,可被用于研究天然气水合物开采评价工作中。在验证数值模拟软件的可靠性后,本文选取我国主要的天然气水合物赋存区域——南海北部陆坡神狐海域作为本次天然气水合物优化开采的研究区。根据2007年广州海洋地质调查局对南海神狐海域进行钻探的资料分析,利用在SH2钻孔得到的地质资料,模拟评价单一水平井和双水平井降压及降压注热联合开采水合物的产气能力。通过分析不同降压幅度和注热幅度对水合物开采速率的影响发现,单一水平井降压注热联合开采(500W/m注热功率)比单独降压开采总体产气提升20%,具体在初期可以大幅度提高产气,但后期提升作用不明显,这可能是因为随着开采,井周围水合物含量减少的原因。双水平井采用上井降压下井注热开采方式时,其产气速率始终低于双水平井均降压时的产气速率。两种布井方式下产气速率变化趋势相似,均是在开采初期迅速降低,在生产后期趋于平稳缓慢降低。在开采初期,井底压力越低,水合物分解的驱动力越大,产气速率越高,相应的产气速率降低幅度也越大,开采后期各方案生产速率的差距减小甚至趋于相同。在2.7MPa的井底开采压力下,开采五年时双水平井的累积产气量是单一水平井累积产气量的2.3倍,累积产水量是单一水平井累积产气量的1.9倍。