本发明属于油气田开采技术领域，公开了一种海洋油气固井实验装置及实验方法。该海洋油气固井实验装置包括模拟釜、水合物生成系统、固井系统、钻探系统以及监测系统，模拟釜用于容置模拟地层；水合物生成系统用于向模拟釜中注入甲烷；固井系统包括套管和注入单元，套管的底端安装有单流浮箍，当单流浮箍开启时，流体能够沿第一方向通过单流浮箍进入固井环空；钻探系统包括钻杆，钻杆设置在套管中且钻杆和套管之间形成换热环空，钻杆能够可选择地与水泥浆注入组件或降温液注入组件连通；监测系统用于监测模拟地层中不同位置处的天然气水合物的温度和压力。该海洋油气固井实验装置能够实现对海域天然气水合物储层段固井的模拟与实验。