天然气水合物是一种广泛分布在深海中的新型清洁能源。传统水合物开采方法有很多,针对南海天然气水合物储层特性,周守为院士提出了固态流化开采法,其核心思想是将水合物储层破碎后注入海水使其流化,通过管道将浆液运输到工程船进行深度分解。在此过程中,水合物浆液流变特性对管道输运以及堵塞风险评估尤为重要。本文以南海海洋土为材料,制备不同质量分数水泥浆浆液,并在高压流变仪中进行甲烷水合物浆液生成实验。重点研究了不同海洋土质量分数、不同水合物饱和度条件下水合物浆液的流变特性,为固态流化开采提供数据支撑。首先,分析海洋土基础物性,包括粒径分布、物质构成、以及微观结构等。配置了不同质量分数海洋土浆液,开展剪切实验与振荡扫描探究了海洋土质量分数对其流变特性影响。实验结果表明:海洋土浆液为黏弹性流体,且具有明显的剪切变稀特性与触变性,海洋土质量分数越大,其黏度越高、屈服应力越大。其次,在上述海洋土浆液内进行了甲烷水合物生成实验研究,分析了海洋土质量分数和系统初始压力对水合物生成及黏度变化的影响。实验结果表明:海洋土质量分数越高、水合物生成量越多,浆液的黏度增加越大;系统初始压力越高,水合物生成量越多,浆液黏度增加速率越快。最后,在浆液内进行升温试验获得不同质量分数、不同饱和度的水合物浆液,分析了水合物饱和度、海洋土质量分数对浆液流变特性的影响。实验结果表明:海洋土水合物浆液是黏弹性流体,水合物的存在可以增加浆液的屈服应力,且海洋土质量分数越大、水合物饱和度越高,浆液的屈服应力越大;升温过程初期,水合物分解量大,浆液黏度下降快,后期水合物分解完全,浆液进入平稳流动状态;同时,水合物浆液在频率扫描中呈现出固态特性,且水合物饱和度越大,其固态特性越明显。