天然气水合物具有能量密度较高、分布十分广泛、储量极其巨大等诸多优点,是一种非常具有未来开发利用前景的清洁能源。在水合物开采过程中,水合物的分解会导致储层发生变形,涉及到多物理场耦合问题。本文基于多孔介质力学理论和相平衡理论,建立了一个能够描述水合物相变过程中储层变形的理论模型。首先基于热力学方法,推导了水合物储层的多孔介质力学本构模型。其次考虑到水合物广泛分布在细孔沉积物中,所以毛管压力对水合物相平衡条件影响明显,孔内的水合物相平衡条件在p-T相图中是一个相平衡区域,而不是一条相平衡曲线。基于所建立的模型,计算了三种不同开采方法（降压法,排水条件下的注热法和不排水条件下的注热法）下水合物储层的变形情况。在不排水条件下,水合物分解释放的水和气不能排出孔外,这会导致孔隙压力急剧升高。孔隙压力的升高在水合物储层变形中起着重要的作用,同时也会抑制水合物的分解,使得开采过程中需要消耗更多的能量。最后,本文比较了三种不同开采方法中水合物储层的变形机理。结果显示,从地质稳定的角度看,排水条件下的注热法引起的储层变形最小;而不排水条件下的注热法会引起储层的较大膨胀,有可能会导致储层失稳等现象。