若钻井取得岩心资料，还可进一步在实验室对岩样开展一系列物理测量。如利用超声技术测量岩样的超声波传播速度、传播能量的衰减等，利用X-射线扫描、断面层析成像（CT）和核磁共振等技术研究沉积物的结构以及天然气水合物在沉积物孔隙空间中的分布特征，从而为声探测、反射地震探测等其他一系列物理探测技术提供标定。

地球化学探测技术

在海底天然气水合物的富集区，海底底水、海底沉积物中孔隙水往往形成天然气地球化学异常，这些异常不仅可指示天然气水合物存在的可能位置，而且可利用其烃类湿度值以及碳同位素成分判断天然气水合物中天然气的成因。

由于天然气水合物的笼形结构只允许纯水进入而不允许盐离子进入，天然气水合物形成将使周围水的盐度增高；反之天然气水合物的分解将会使孔隙水变淡。在常温常压下对样品孔隙水盐离子浓度如氯离子或硫酸根离子测量，若其浓度降低则揭示沉积物中含天然气水合物的可能性。目前随着天然气水合物地球化学探测技术的深入研究，还发现了天然气水合物新的地球化学异常标志，如水中氘的富集、天然气中氦的增高等。

采样与直接观测技术

采样是最直接的探测技术。采样包含采集海底水样、海底浅表层沉积物和海底深层沉积物岩样等。通过对样品的观察与测试分析可推测海底沉积物中含天然气水合物的可能性，对其进行取样时，要特别注意采用保温保压的技术，以保证样品的原位特性，即要保证样品从海底提到海面不因为温度和压力的变化而导致沉积物中气水合物的分解。

直接观测是通过海底摄像系统或载人深潜器观察海底与含天然气水合物有关的一些特殊现象，如海底气泡上溢（由于地温变化或其他原因引起气水合物分解）、海底冷泉群、微地貌、噬烃类（气水合物分解释放出的烃）依赖化学作用自养生物群及其产物——生物自生碳酸盐岩等。

由于改变天然气水合物的稳定条件可使天然气水合物分解成天然气，从而可使用开采天然气的常规方法来开采天然气水合物，因此所有能使天然气水合物分解的方法原则上都可以用来开发天然气水合物。目前工程科学家提出了热激法、降压法和化学试剂法三种主要的开发技术。

热激法是将蒸气、热水或其他热流体注入含气体水合物地层，也可采用开采稠油使用的火驱法或利用钻杆加热器，地层温度升高而使气体水合物分解。热激法开采技术会造成大量的热能损耗，近年来人们为了提高热激法的效率采用井下电磁加热方法，该方法是在靠近气水合物带的上下层或直接在气水合物层内放入不同的电极，通以交流电进行加热。

降压法通过降低压力而引起天然气水合物失稳促使水合物分解。它通过使气体水合物层之下含游离气中的压力降低，从而使与游离气层接触的气水合物变得不稳定而分解。这样，可以通过先开采气体水合物层之下的游离气来降低压力，另外也可通过调节开采天然气的速度来达到控制压力的目的，进而控制水合物分解速度。减压法最大的特点是不需要耗能，可能会成为今后大规模开采天然气水合物的有效方法之一。但是，单纯使用减压法开采速度慢。

化学试剂法通过一些化学试剂，如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等可改变天然气水合物形成的相平衡条件，降低水合物稳定温度与压力。将上述化学试剂注入气水合物层就会引起气水合物的分解。化学试剂法较热激发法作用缓慢并且费用昂贵。

天然气水合物作为可利用的能源，在自然界的具体分布和较准确的蕴藏量估计目前仍不十分清楚，在天然气水合物的成藏机理、探测技术以及开发技术方面都有待深入研究。例如，在天然气水合物的成因方面，其形成涉及从分子运动的时间尺度到百万年级的地质年代尺度（构造与沉积），形成动力过程非常复杂；在探测技术方面，BSR被认为是含天然气水合物沉积地层典型的反射地震标志，但是在一些海域也发现了没有BSR的情况下也同样发现天然气水合物的存在，说明原有的认识还有待深化；在开发技术方面，尽管在永冻区的俄罗斯麦索雅哈气田和加拿大马更些三角洲Mallik 5L-38对天然气水合物藏成功进行了试开采，但是在深海海底开发天然气水合物要比在永冻层中开发天然气水合物困难得多。

海洋环境下天然气水合物一般富存于海底陆坡浅表层高孔隙的沉积物中，天然气水合物产出会引起海底沉积物刚性减弱，从而可能导致海底滑坡，引发海啸等重大地质灾害。此外，开采过程中的稳定性控制也非常重要，天然气水合物一旦快速分解，就有可能会产生连锁反应，气体的快速膨胀将带来爆炸性灾难。一些科学家设想一种安全和环保的开采技术，即将大气中的CO2与天然气水合物藏中的天然气置换，让大气中的CO2沉积在海底形成二氧化碳水合物，这样不仅可以降低全球工业化排放CO2引起的温室效应，而且避免了开采天然气水合物引起的灾害性问题。