酸化压裂是碳酸盐岩储层油气井增产措施的有效方法之一。碳酸盐岩储层的主要特征是储层类型多样，储集空间变化大，非均质性强，通常均发育天然裂缝和溶洞。由于裂缝分布的随机性和碳酸盐岩的非均质性，对其进行酸化和酸压裂的设计、数学模拟难度较大。　　 本论文首先针对国内和中石油海外碳酸盐岩储层的重要特征，进行了酸岩反应机理与流动的物理模拟试验研究，主要完成了酸岩反应动力学试验、酸蚀裂缝导流能力试验、溶蚀孔(或称蚓孔)流动试验研究。结果表明，胶凝酸的反应速度仅为普通酸的1/2～1/3，乳化酸的反应速度仅为普通酸的1/7～1/10；模拟了普通酸酸压、胶凝酸/乳化酸酸压+闭合酸化、多级注入酸压+闭合酸化工艺酸蚀裂缝导流能力试验，闭合酸化能明显提高近井地带的裂缝导流能力2～12.6倍；采用低熔点金属对溶蚀孔进行铸模，结果表明存在最优注入排量。　　 在试验研究的基础上，本论文建立了孔隙性碳酸盐岩酸化的分形模型，天然裂缝性碳酸盐岩酸化的数学模型，拟三维酸压裂数学模型，考虑酸溶蚀孔的酸压压力降落解释模型等，研制了碳酸盐岩酸化及酸压裂优化设计及评估专家系统，专家系统的主要模块为：地层参数的描述、地层伤害诊断分析、酸液体系的优选、碳酸岩盐基质酸化模拟器、三维酸压模拟器、酸压压力降落解释软件、酸化前后产能预测和经济评价。以哈萨克斯坦让那若尔油藏为实例，进行了优化设计、现场应用和酸压后的效果评估，获得了显著效果，对现场具有较好的指导意义。　　 论文的创新点：建立并完成了系统的碳酸盐岩酸化及酸压裂优化设计与评估专家系统；建立并完成了酸溶蚀孔形成机制与铸模试验，建立了最优化用量的酸化优化设计方法；采用分形理论建立孔隙性碳酸盐岩酸化模型，论证了溶蚀孔的分形维数；建立了考虑酸溶蚀孔的酸压压力降落解释模型。