酸压是碳酸盐岩储层改造的主要技术手段,该工艺是在高于储层破裂压力的情况下注入酸液,压开裂缝,酸液会对裂缝面的不均匀刻蚀,且在停泵卸压后,酸蚀裂缝面不会完全闭合,形成具有一定导流能力的酸蚀裂缝。由于酸压的酸蚀裂缝面具有较高的导流能力、净压力低、裂缝高度增长小、无脱砂和支撑剂回流等问题,使得其在碳酸盐岩储层广泛应用。然而,实际酸压改造时,酸蚀蚓孔增长规律、酸对裂缝面的非均匀刻蚀形态和酸蚀裂缝导流能力的准确预测都是制约酸压改造效果的主要难点。传统酸压机理研究大多数是在宏观渗流角度出发,假设储层均质连续,酸液在储层中属于达西渗流。然而,实际施工所遇到的碳酸盐岩储层孔洞缝发育、分布不规则,具有较强的非均质性和各向异性；酸压改造主要是通过酸液微观的非均匀的溶蚀和刻蚀改变储层孔渗特征,达到增加、稳产和恢复产能的目的。因此需要将微观非均质性和传统酸压理论相结合,才能更好的研究碳酸盐岩储层酸压机理,指导其酸压施工。本文以S区域本碳酸盐岩储层为研究目标,在现场资料和室内实验研究的基础上,借鉴岩心数字化思想,利用MATLAB可视化优势,建立数字化非均质碳酸盐岩储层。并通过对其的酸岩反应模拟,将微观和宏观理论分析相结合,对酸压时的酸蚀蚓孔、酸蚀裂缝刻蚀和酸蚀导流能力进行了模拟分析,得到的主要成果如下：(1)对S区域碳酸盐岩储层岩心做了室内溶蚀和反应动力学实验研究,优选出了最佳主酸浓度,并获取了盐酸、转向酸和胶凝酸体系的极限残酸浓度和酸岩反应动力学参数；(2)借鉴岩心数字化的思想,对S区域岩样的扫描电镜进行了数字化处理,并得到了岩样孔隙度；结合该区域测井资料,利用克里金法得到局部和区域的孔隙度非均质分布规律；建立孔隙模型、达西渗流和酸岩反应模型,对该区域的酸蚀蚓孔增长规律进行了研究；(3)利用计盒维数法求出了该储层的分形维数范围,结合岩土工程领域经典的Weierstrass函数建立了适合该储层的单分形裂缝面模型,并对裂缝面的分形参数与最大高程、粗糙度JRC的关系进行了分析；(4)在单裂缝面基础上,引入吻合程度JMC,建立了双分形裂缝面模型；考虑酸蚀蚓孔的滤失,通过Navier-Stocks方程组对酸液在裂缝内的流动规律进行分；结合酸岩反应模型,建立了双分形裂缝面的酸化刻蚀模型,并对酸液和残酸极限的影响进行了分析；(5)考虑非达西渗流影响,根据闭合压力下的酸蚀裂缝面的特征,对酸蚀裂缝导流能力进行了数值计算,并与实验数据进行对比分析。通过对以上碳酸盐岩储层酸压几个基础理论研究分析,得到以下认识：(1)通过S区域溶蚀实验,酸压设计所采用的残酸极限浓度需要通过实际岩心与酸液的实验研究来确定,不能继续依靠鲜酸浓度10%这个标准了。(2)对S区域岩心进行反应动力学实验,反应级数：胶凝酸>盐酸>转向酸；活化能：转向酸>胶凝酸>盐酸；反应速度：盐酸>胶凝酸>转向酸。(3)对比均匀随机孔隙分布和本文的局部孔隙度分布酸蚀蚓孔增长规律,发现本文提出的能更好的体现碳酸盐岩储层的非均质性特点。通过模拟分析,发现在近井地带容易形成酸蚀蚓孔的次序为：盐酸>胶凝酸>转向酸,而在远井区域酸岩反应速度对酸蚀蚓孔突破体积影响变小(4)利用计盒维数法确定S区域的分形维数范围为：2.13～2.61。对分形裂缝面分析,发现裂缝面最高高程和粗糙度都随着分形维数的增加而增加,随着控制系数的增加而减少。(5)N-S方程数值模拟分析说明,非均匀性较强的裂缝面容易形成酸蚀导流通道,拟三维分析说明酸蚀蚓孔的滤失,使得更多酸液滞留在滤失严重的孔隙空间。(6)通过对盐酸、转向酸和胶凝酸的小尺度酸蚀裂缝面模拟,可以发现,盐酸溶蚀速度最快,均匀的溶蚀裂缝空间；胶凝酸在裂缝中心中形成蚓孔形态；转向酸则在裂缝宽度较大的区域存在。(7)闭合应力和控制系数越大闭合面积越大,杨氏模量、分形维数越大则闭合面积越小。裂缝宽度越大,则非达西渗流现象越明显,那么导流能力也就越大；裂缝两端压差和闭合压力越大,则酸蚀裂缝导流能力越小。(8)通过对S区域酸蚀裂缝导流能力试验,发现胶凝酸具有较好的非均匀刻蚀性能。同时对实验数据和岩心分析,S区域的岩板在过酸时,由于非均质性的影响形成了较为明显的酸蚀沟槽,具有非达西渗流的客观条件,同时通过闭合应力对导流能力影响分析,发现实验结论与本文前面模拟结论相吻合。通过本文的研究工作,能够在宏观和微观角度,将碳酸盐岩酸压改造过程中的酸蚀蚓孔、酸蚀裂缝刻蚀形态以及酸蚀裂缝导流能力的理论和实践相结合,对酸压设计和施工具有一定意义。