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天然气水合物作为一种储量巨大的潜在能源已经日益受到各国的重视，但由于水合物成藏机理复杂，其开采技术关系到全球气候和海洋地质结构的变化，目前仅处于天然气水合物开采技术的试验模拟开采阶段。
已提出的开采水合物的主要方法有降压法、热激法、化学试剂法等，但各自有其不足之处。同时由于大量化石燃料的应用，使得空气中二氧化碳的浓度越来越高，引发的温室效应导致了海平面的上升及其他自然灾害。因此有学者提出将二氧化碳注入到地表甲烷水合物藏中使得甲烷水合物笼子分解，从而实现甲烷水合物到二氧化碳水合物的转化。现有二氧化碳置换甲烷水合物的文献多集中于数值计算以及置换模型的建立，对于实际置换开采过程具有重要指导意义的二氧化碳注入压力及温度方面的研究并不多见。
通过大量文献调研，本文在自行搭建的甲烷水合物生成、置换实验台上进行了有关二氧化碳置换水合物中甲烷的初步试验研究。通过使用气相色谱仪检测置换过程中气相组分成分变化情况探讨了注入二氧化碳的压力以及水浴温度对置换甲烷水合物中甲烷气体的影响。本文主要进行了下列工作：(1)进行1℃、3℃水浴温度中甲烷水合物置换实验，研究置换过程中二氧化碳注入压力与甲烷气体置换量之间的变化关系；(2)进行2℃、5℃水浴温度下钢丝球中甲烷水合物置换实验，研究钢丝球中置换状况的独特之处；(3)比较同一二氧化碳注入压力下不同水浴温度对置换实验的影响。
实验结果表明：(1)在同一外界温度(水浴温度)或者温度差别不大条件下，二氧化碳注入压力是置换速率的一个主导因素，当注入的二氧化碳气体压力低于相应平均温度下的液化压力时，随着注入压力的增加，同一时刻甲烷含量也相应增加。(2)当二氧化碳注入压力接近其平均温度的液化压力时，相同时刻其甲烷含量反而远远低于气态试验中甲烷含量。(3)在2℃及5℃水浴温度下钢丝球甲烷水合物的置换表明在钢丝球多孔介质中生成的甲烷水合物比较疏松，有效的增加了二氧化碳与甲烷水合物的接触面积，增大了两者相互接触的几率，在实验开始阶段使得置换实验进行较快。(4)在二氧化碳注入状态相同条件下，温度成了控制置换实验进展的主导因素，温度越高，置换试验进行的越顺利，置换出的甲烷气体量也相对较多。