碳酸盐岩作为重要的油气储集层,蕴藏着全球48%和28%的油、气储量。在我国的鄂尔多斯盆地、四川盆地以及塔里木盆地等的碳酸盐岩储层中相继获得了较大的油气探明储量,但大都属于致密储层,常规完井方式很难达到工业投产水平。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,而酸压后储层油气的渗流能力和最终增产效果与酸蚀裂缝在储层闭合压力下的形态分布有关。但由于前人缺乏相应的三维量化表征研究手段,对酸刻蚀形态、裂缝闭合特征以及裂缝导流能力的相关性研究不够深入。本论文在调研总结前人研究成果的基础上,首先基于相似性原理筛选优化了酸刻蚀物理模拟实验的相关参数,并采用控制变量法开展了单因素酸刻蚀物理模拟实验。利用建立的粗糙裂缝壁面的三维量化表征方法实现了酸蚀裂缝壁面的3D数字化成像以及裂缝非均匀刻蚀程度的量化分析,探索出实验参数对酸刻蚀形态的影响规律。在此基础上对上述酸刻蚀岩样开展了裂缝闭合及导流能力实验,结合逆向工程技术建立了三维耦合形貌可视化方法,实现了不同闭合压力下的裂缝形态分布可视化表征,分析了酸蚀裂缝受压闭合特征,深入研究了闭合压力、刻蚀形态、裂缝闭合特征、壁面参数对酸蚀裂缝导流能力的影响。针对酸蚀裂缝导流能力物理模拟实验对实验岩样需求过大且会压坏测试样品,也无法获取流体在酸蚀裂缝中的细观流动过程、流场分布特征的局限性,缺乏进一步定量化分析流体的曲折流动过程对酸蚀裂缝导流能力的影响。在酸蚀裂缝导流能力物理模拟研究成果的基础上,利用逆向工程软件对岩样壁面进行单裂隙实体模型重构,并采用有限元数值模拟方法对不同酸刻蚀形态的裂缝岩样进行流场数值模拟研究,深入分析了流体在酸蚀裂缝中的流场分布规律,揭示流体在粗糙酸蚀裂缝壁面流动时存在的高速非达西效应对裂缝导流能力的影响。本论文的研究成果对揭示酸蚀裂缝形态与导流能力的相关规律具有重要指导意义,为酸蚀裂缝导流能力研究提供了新的可视化研究思路和量化表征方法。