二氧化碳埋存是控制温室气体排放与全球温室效应最有效的方法之一。人们在陆地与海上储层中采用了各种各样的二氧化碳埋存方式,但是这些都存在一定的局限性。相对于这些常规方法,二氧化碳埋存在天然气水合物储层中被认为是一种比较实际有效的方法。本论文的第一章阐述了研究的目标、创新点、领域以及需要解决的关键问题。第二章详细介绍了现有二氧化碳埋存于水合物储层的矿场开发案例、动力学模型的发展过程。同时,关于实验研究二氧化碳与甲烷的置换方法也进行了简单的论述。论文的第三章分析了高压液态二氧化碳注入衰竭的然气水合物中转变为固体水合物的成核机理。本章强调高温、高压状态对水合物生成过程的影响以及对其它的参数（二氧化碳的速度、密度、饱和度、气相渗透率等等）的影响。第四章采用数值方法分析了储层多孔介质的渗透率和含水饱和度变化对二氧化碳埋存过程的影响。第五章优化了二氧化碳注入与埋存的方式,例如双井注入技术可以达到比单井注入更好的效果。论文的第六章解决了天然气水合物生产以及二氧化碳注入过程的一些问题,比如二氧化碳转变为固态结晶物强化地质力学强度、提高甲烷与二氧化碳置换过程天然气的产量等问题。论文的最后一章（第七章）给出了本文新方法实施的完整路径,该方法可以成功地在衰竭的天然气水合物储层中捕获高压液态二氧化碳。未来工作需要着眼于在不同的地质储层条件下成功实施二氧化碳埋存。