本发明提供一种天然气水合物开采区域地层能量补偿装置及其应用方法，包括用以沉贯至地层内的自入补偿装置和高压注入系统，所述自入补偿装置内部设置有过流通道，所述高压注入系统包括用以提供注射动力的储集加压装置和高压管，所述高压管上端与储集加压装置连接，所述高压管下端与过流通道输入口连接。本发明设计合理，构造简单，使用时无需中断生产或新钻井，解决传统天然气水合物开采模式中能耗高，以及开采一段时间后，开采区域温度下降，水合物分解速度变慢，从而降低产气效率的问题。