天然气水合物是由水和气体分子在低温、高压下通过分子间力(氢键)形成的笼型固体混合物，呈冰雪状。在气体水合物中，水分子通过氢键作用形成一种含有孔穴的点阵晶体结构。当气体水合物晶格中的孔穴无客体分子存在时，这种水合物是不稳定的。

由于受晶格孔穴大小的限制，孔穴对气体分子具有选择性，气体分子太小将起不到支持笼的作用(不会形成稳定的水合物)，但对于戊烷以上的烃类，由于物质分子的尺寸太大，不能进入孔穴形成固定的晶架，一般也不会产生水合物。只有当气体水合物晶格中的孔穴大部分被气体分子占据时，才能形成稳定的气体水合物。天然气水合物的形成主要有3个条件：

(1)天然气中有液态水存在或天然气和水处于过饱和状态。

(2)有足够高的压力和足够低的温度。

(3)必须有辅助条件，如压力的波动、气体流向的突变而产生搅动和晶核存在等。

从上面水合物形成原因的分析，可以总结出防止水合物生成的通常措施：

(1)降低气井工作压力。

(2)加入水合物抑制剂。

(3)天然气加热。

(4)天然气脱水。