我国海相碳酸盐岩地质结构复杂,储层非均质性极强,富油气储集体发育不连续,井眼直接沟通油气储集体几率小,酸压是勘探开发不可或缺的技术手段之一。深穿透、高导流能力的酸蚀裂缝是有效沟通富油气储集体、提高酸压效果的重要条件。形成该条件的关键问题是：明确非均质碳酸盐岩储层中的酸液滤失机理与酸蚀裂缝导流能力。目前酸液在非均质介质中的滤失机理不清楚,系统的酸蚀裂缝导流能力实验优化方法缺乏。本文从实验和物理化学渗流建模的角度研究非均质碳酸盐岩储层的酸液滤失特征与酸蚀裂缝导流能力特征,揭示酸液滤失机理,系统建立酸蚀裂缝导流能力优化实验方法,形成提高非均质碳酸盐岩储层酸压效果的策略。本文主要进行以下几方面的研究：(1)采用宏观酸液滤失实验与微观电镜扫描分析相结合的方法,研究孔隙性储层、裂缝性储层酸液滤失特征。(2)基于实验认识,引入基质酸化中的“双尺度”酸蚀蚓孔扩展模型,建立酸压过程中的考虑非均质介质的酸蚀蚓孔动态扩展模型。联合酸液滤失模型,建立考虑酸蚀蚓孔的酸液滤失模型。采用算子分裂法、有限体积法建立模型的离散方程,将线性超松弛迭代法与外推算法相结合求解离散方程。(3)基于建立的酸液滤失模型,系统的分析酸液在孔隙性储层、孔洞性储层、裂缝性储层、缝洞性储层的酸蚀蚓孔动态扩展规律与酸液滤失特征,揭示酸液在各类非均质储层中的滤失机理。(4)采用自主研发的酸刻蚀导流系统物模装置,以JN气田生物礁灰岩岩样、TZ气田灰岩岩样为例,以产能模拟确定的酸蚀裂缝导流能力为优化目标,评价两类岩性储层在地层条件下的导流能力及其改善潜力。基于地层条件下导流能力优化潜力评价实验结果,系统开展19组灰岩酸压施工参数优化物模实验、多级交替注酸优化物模实验、多级交替注酸+闭合酸压物模实验,分析注酸参数、注酸工艺对酸刻蚀形态及导流能力的影响,优选注酸参数和工艺,系统建立优化酸蚀裂缝导流能力的实验方法。基于本文建立的酸液滤失模型计算结果与酸刻蚀物模实验结果,以TZ地区鹰山组灰岩储层为例,提出提高深度酸压效果的优化策略：从降低酸液滤失造长缝角度,推荐孔隙性储层采用胶凝酸体系,裂缝-孔隙性储层采用交联酸体系可以满足酸压改造要求；从改善储层条件下的酸蚀裂缝导流能力角度,推荐了注酸参数及注酸工艺。根据本文提出的优化策略,现场酸压试验9井次,酸压有效率78%,酸压效果明显好于邻井。本文将理论、实验研究与现场试验相结合,初步揭示了我国海相碳酸盐岩储层酸液滤失机理,系统形成了优化酸蚀裂缝导流能力的物模实验方法,为非均质碳酸盐岩储层的酸压设计提供了优化策略。