酸压是碳酸盐岩储层增产的重要技术措施之一。在酸化压裂过程中,通过酸液对裂缝表面的非均匀溶蚀形成了具有一定导流能力的酸蚀裂缝。研究表明,酸蚀裂缝导流能力的好坏取决于酸蚀后岩石的表面形态特征,因此研究酸液对裂缝面非均匀溶蚀后形成的裂缝形态对导流能力的影响具有十分重要的意义。在分析碳酸盐岩的酸岩反应与酸蚀机理的基础上,建立了酸蚀表面形态分析测试方法,并进行不同酸蚀条件下酸液溶蚀表面实验,研究了酸蚀表面变化规律,利用分形方法和数字化方法提取非均匀溶蚀特征参数,并建立碳酸盐岩非均匀酸蚀裂缝表面对导流能力影响模型,为酸压工艺的选井选层、不同碳酸盐岩储层的适应性评价、定量评估酸压工艺改造效果提供了理论依据。(1)碳酸盐岩酸蚀表面形态受岩石非均质性、酸液不同造成的酸液分布不均和裂缝不平整影响。目前常规酸岩反应实验测定装置不能真实反映裂缝中酸液的流动特征,即酸液流态和酸液流线分布规律。不同粘度酸液体系酸岩反应动力学参数测定装置与三维数字化分析法相结合,使酸岩反应过程中流态与流线均接近地层实际情况,可定量表征酸蚀岩面的形态变化特征。(2)设计并完成了不同温度、酸浓度及流量条件下的酸液溶蚀实验,获得了各个条件下酸蚀前后岩石表面形态变化数据,包括酸蚀裂缝间距等值线图、酸蚀裂缝单面在不同下降高度上点云个数分布情况。(3)借鉴团队已有的研究方法,利用分形方法计算灰度图像技术,并使用Matlab软件编程针对酸蚀裂缝间距等值线图进行分形维数求取。随着温度、酸浓度、酸流量的增大,酸蚀裂缝间距等值线图的分形维数也增大,也就是说酸液在平面上对裂缝壁面的溶蚀程度增大,且越不均匀。(4)将描述酸液在裂缝面高度上的非均匀溶蚀特征的溶蚀高度分布峰态值与分形维数结合,达到三维定量表征非均匀溶蚀对裂缝导流能力的影响的目的。随着温度、酸浓度、酸流量的增大,酸蚀裂缝单面溶蚀下降高度的峰态值基本呈下降趋势,也就是说酸液在高度上对裂缝壁面的溶蚀越均匀。(5)利用分形几何学方法与岩石裂缝壁面数字化方法,将表征酸蚀裂缝表面非均匀溶蚀形态相关的特征参数(分形维数、峰态值)与前人已证明的酸蚀导流能力模型结合,建立了新的与酸蚀裂缝形态相关的酸蚀导流能力模型。(6)对不同酸岩反应条件下的酸蚀裂缝进行了导流能力测试。对实测和模型计算得到的酸蚀导流能力进行对比及误差分析,结果显示两者的误差基本在15%以下,这说明利用非均匀溶蚀特征获得的导流能力模型来计算酸蚀导流能力具有可行性。