进入21世纪,随着国民经济的高速发展,我国对石油和天然气的需求与日剧增,已经成为仅次于美国的全球第二大石油消费国。碳酸盐岩作为重要的油气储集层,分别蕴藏着全球48%和28%的油气储量。我国的鄂尔多斯盆地、四川盆地以及塔里木盆地的碳酸盐岩储层中相继获得了较大的油气探明储量。酸化压裂是碳酸盐岩储层有效开发不可或缺的重要手段之一。裂缝壁面的非均匀酸刻蚀形态对压后导流能力以及最终增产效果有着至关重要的影响。但目前关于酸刻蚀裂缝壁面形态对裂缝导流能力的影响没有直观、充分的认识,主要是由于现有酸刻蚀裂缝导流能力测试装置存在不足,以及酸刻蚀岩样裂缝壁面形态表征手段的匮乏。为解决此难题,本文设计研制了一套酸刻蚀物理模拟与表征系统,并形成了复杂条件酸刻蚀裂缝导流能力综合评价方法。取得了以下研究成果：（1）根据物理模型的几何相似、运动相似、动力相似以及初始条件和边界条件的相似性原理,对酸刻蚀物理模拟的相似准则进行研究,确定了酸刻蚀物理模型的几何尺寸及实验参数；（2）依据相似性理论研究确定的岩样尺寸、实验参数,结合常规导流能力测试和酸刻蚀测试要求,使用Fluent软件对酸刻蚀物理模拟的导流室流动区域相关参数进行优化设计,并创造性地提出了喇叭口形进出口端接头设计,有效消除射流现象,确保了酸刻蚀形态的真实性和导流能力测试的准确性；（3）通过对Forchheimer方程的变形推导,建立考虑非达西效应的酸刻蚀裂缝导流能力实验数据分析方法,编制相应的测试数据分析程序,形成了酸刻蚀物理模拟测试方法；（4）分析目前主流三维光学成像技术,确定三维扫描成像采用激光三角测量法,依此进行三维轮廓扫描仪工作流程设计和激光发射器、光学镜头、相机等主要部件选型,编制了三维轮廓扫描成像程序,并针对四种典型酸刻蚀形态的表面特征以及不同闭合压力条件下的导流能力变化规律进行了实验测试分析；（5）以酸刻蚀物理模拟与表征实验测试得到的四种典型酸刻蚀形态岩样数据为基础,结合逆向工程和流体力学相关知识,建立了酸刻蚀裂缝流动数值模拟方法,并对四种典型酸刻蚀形态的单裂缝壁面流场变化进行分析。本文基于酸刻蚀物理模拟测试方法,结合表面形态分析及裂缝流动数值模拟,形成了较完善的酸刻蚀裂缝导流能力综合评价方法。分析结果表明,线状刻蚀和沟槽状刻蚀形态的粗糙度较大且导流能力较高,但是线状刻蚀形态相对于沟槽状刻蚀形态的导流能力随闭合压力下降极快；均匀刻蚀和点状刻蚀形态的粗糙度较低,导流能力较低,属于不利的刻蚀形态。此外,酸刻蚀形态直接影响流体的流场变化,粗糙裂缝壁面间的流体流动存在非达西效应,并且随着非均匀刻蚀程度的增大,非达西效应也会趋于增强。