地下水对灰岩裂隙的溶蚀作用,对灰岩地质储层内存储空间的大小和形态具有重要影响。深入研究地下水作用下的灰岩裂隙溶解扩展的岩溶动力学机制,对了解掌握地下岩溶特征起到关键性的推动作用。本文采用了三块取自位于柴达木盆地东北缘欧龙布鲁克山前的石灰沟地区ZK5-2钻井中,地下260-390米的灰岩岩芯为样本。将每块岩芯样品加工出一条人工渗流溶蚀管道,在实验室模拟地质储层条件下的渗流过程。以岩溶动力学的扩散边界层模型为基础,结合实验仪器的规格和性能,从速率公式F=K_c(C_eq-C)ⁿ出发,推导出流量（Q）-浓度（C）关系待定系数拟合方程。按照单一变量法,将不同CO₂分压的N₂-CO₂混合气(10^2.5Pa、10^3.5Pa、10^4.5Pa)溶于去离子水。制得的水溶液按流量梯度通过人工岩芯管道进行渗流实验。在岩芯出口接取溶液水样,使用ICP-OES测量Ca²⁺浓度。通过对实验结果的分析,判定实验中流态以30m L/min为界,以小流量为层流,以大流量为紊流,临界雷诺数约1700。使用层流部分数据,利用哈根-泊肃叶定律计算出三条人造岩芯管道的实际管径均为0.6mm左右。每一组流量梯度的实验所计算出的管道直径变化均在2.3%以内,且没有一致的增减规律。本文忽略实验过程中管道溶蚀扩张造成的影响。水样检测得知Ca²⁺饱和度极低,岩芯出口溶液的饱和度全部在1.6%以下,反应维持在远离化学平衡的位置。通过Q-C曲线经拟合求解,得到对应条件的溶解速率系数（K_c）以及反应级数（n）,计算得出在40℃和对应CO₂分压下的灰岩溶解速率（F）随溶液中Ca²⁺浓度（C）变化的曲线。对实验过程中紊流条件下灰岩裂隙的溶蚀进行研究,溶解速率在8*10^-5mgcm^-2s^-1到30*10^-5mgcm^-2s^-1之间随CO₂分压和溶解度的增加而提高,是层流条件下的1.2-1.5倍。实验数据显示通过大量提高CO₂浓度或更换岩芯提高溶解度,绝对值上增加了溶解速率,溶解速率系数（K_c）不升反降,同时扩散边界层厚度也会增加。本文计算了实验中的Damkohler number（Da）和Peclet number（Pe）以分析溶蚀模式。紊流条件下灰岩裂隙溶蚀过程中的反应速率受表面反应限制。溶质运移由平流运移主导,渗流行程各个位置溶蚀发育均一。