物质运移和热量传递的效率低下以及储层稳定是天然气水合物高效开采面临的难题之一。为了应对这些挑战，研究人员提出了一种基于储层保护的间接置换开采方法。该方法采用重力筛分介质来分离天然气水合物分解和二氧化碳水合物合成的反应界面，并在界面间分离和运移反应物，从而形成物质的单向运移通道，有效提高物质运移效率。这使得天然气水合物分解和二氧化碳水合物合成能够在分区同时进行，进一步优化了开采过程中的效率。

在这一过程中，储层环境热、注入流体的敏感热和二氧化碳水合物合成释放的热被用作天然气水合物分解的热源，保持热传导距离相对反应界面恒定，从而优化供热效率。为了维持储层的稳定性，研究者通过主动降温固结井周地层流体来封堵地层裂隙，并强化地层的完整性。利用二氧化碳水合物重塑储层强度的同时，在矿床中留设支撑结构或矿柱以分担水合物分解区的上覆岩重，进一步优化布井参数和开采时空顺序，协调地层整体变形并保持其相对完整。