天然气水合物（简称水合物）成藏受到多种因素综合影响，而储层条件是影响水合物空间展布与饱和度的一个重要因素。由于不同盆地构造环境与地质环境差异，水合物形成的地质条件复杂多变，影响水合物成藏的储层条件与流体运移方式不同，导致了水合物微观赋存形态、饱和度和空间展布特征存在差异。在强流体活动的细粒沉积物中，由于水合物形成推开沉积物颗粒或者在局部裂隙中，水合物呈脉状、块状、球状等形态分布在富泥细粒储层，呈现出不均匀分布特征，如冷泉发育区裂隙充填型水合物。在峡谷-水道发育粉砂质、砂质储层，水合物均匀充填孔隙空间，但是空间展布与储层条件、流体运移等密切相关，水合物在横向饱和度存在差异，该类型水合物与裂隙充填型水合物分布明显不同。因此，不同储层条件下水合物赋存特征不同，评价水合物饱和度与空间分布方法也不同。本文对南海北部马尼拉俯冲带前缘活动冷泉区与琼东南盆地古冷泉发育区裂隙充填型水合物和珠江口盆地峡谷发育区的粉砂质储层的孔隙充填型水合物开展储层研究，系统研究两种不同类型水合物的异常特征及其评价方法。利用2D与3D地震、测井、地质以及海底观测等数据，开展岩石物理分析、正演模拟、储层反演与储层解释，揭示两种不同类型水合物形成地质条件与储层评价方法差异。

基于俯冲带前缘台西南盆地与被动大陆边缘琼东南盆地裂隙充填型水合物系统，冷泉区通过研究海底底质特征与生态群落、地震振幅异常、地球物理属性特征等综合分析了冷泉系统演化过程及其地球物理异常，揭示冷泉由“生长”到“逐渐消亡”不同阶段异常特征变化。围绕裂隙充填型水合物仅分布在局部几百米空间，横向上连续性差、地层环境变化大等特点，通过多属性建模的方式开展宽频反演，来刻画裂隙充填型水合物空间变化。研究发现裂隙充填型水合物形成与下部局部隆起及其形成的断层强流体活动有关。

珠江口盆地峡谷发育区，含水合物层异常特征明显不同，脊部地层呈层状变化，局部区域断裂发育，深部流体向上运移，出现水合物层状分布并与游离气共存的复杂特征，分别利用叠前同时反演与地质统计学反演开展水合物精细的储层评价。利用叠前反演识别水合物与游离气界面研究，发现纵波速度对水合物层的分布刻画有效，纵波阻抗和密度进行游离气分布研究更合理，纵横波速度比开展水合物-游离气过渡层研究具有较好效果；而基于岩相和精细地质模型约束的地质统计学反演，能够较高精度揭示不同饱和度的薄厚互层水合物储层横向及垂向变化，满足试采开发阶段对储层评价要求。