天然气水合物（可燃冰）是地球上一种尚未商业化开发的新能源，资源量十分丰富，据估算全球资源总量约为2100兆立方米，相当于全球已探明传统石化能源总量的2倍左右，主要分布在美国阿拉斯加北坡、加拿大北极、墨西哥湾北部、日本南海海槽和中国南海等区域。目前已有30多个国家和地区开展了对天然气水合物的开发研究，2012年美国、日本等合作在阿拉斯加北坡的天然气水合物开采试验与2013年3月日本在其近海海域的天然气水合物开采试验均取得成功，意味着天然气水合物的开采迈出了重要的一步。
应用降压开采法和二氧化碳置换法成功进行了日本和阿拉斯加天然气水合物的开采：降压法中利用储层与井筒之间的压力梯度驱动可动流体从储层流向井筒，压力迅速传遍整个储层，使天然气水合物在局部区域失去稳定性条件，导致天然气水合物分解为天然气和水；二氧化碳置换法是通过向天然气水合物沉积层中注入二氧化碳置换出天然气，在释放天然气的同时，以水合物的形式埋存二氧化碳。在日本爱知县和三重县近海海域的开采经过3个阶段的生产试验：第一阶段是通过地震调查确认南海海槽东部地区天然气水合物储量并钻勘探井；第二阶段钻探了1口生产井和2口监测井，并对深水天然气水合物储层进行取芯和试产；第三阶段采用排水降压法进行生产，成功采出12万立方米天然气。
天然气水合物开发前景广阔，全球众多国家积极投入相关研究。2013年11月，美国能源部宣布投资500万美元资助13家单位开展7个针对天然气水合物的研究项目。加拿大、日本、韩国、中国、印度、德国、新西兰等国家也都制订了天然气水合物研究计划，组织开展了资源调查、钻探、试验开采以及环境影响评价等一系列研究。美国和日本计划分别在2015年和2018年实现商业开采。美国国家石油委员会预测，美国将在2050年前实现墨西哥湾等海上天然气水合物的大规模开采。但是，与常规油气资源相比，天然气水合物的开发依然面临技术、成本和环境等多方面的难题与挑战
