二氧化碳压裂施工安全要点
CO₂泡沫压裂是低压低渗、水敏性地层有效的增产措施，具有对地层伤害低、液体返排率高、携砂性能好、抑制粘土膨胀、降低滤失及水的表面张力等优点，增长效果较好，目前在国内外各油气田得到广泛应用。

但是由于液态的CO2容易形成干冰堵塞而出现炸裂等事故，因此，CO₂泡沫压裂施工安全显得尤为重要。

介绍主要从两个方面入手：CO2物理特性和现场施工安全注意事项，对CO₂压裂安全施工具有较好的指导作用，保证压裂施工的安全有效进行。

一、CO₂的物理性质
1、性质
CO₂在-56.6°C和0.531MP(绝对)的条件下，气态、液态和固态三种形态同时存在，即CO₂的三态点。

在低于0.531MP(绝对)时，CO₂以固体（干冰）或者是气体的形态存在，高于30.6°C和7.5MP时，它将以气体的形态存在。

在大气压条件下，固态在其温度达到-78.5°C时，便开始升华。

超过30.6°C时，CO₂都是蒸汽，超过这个临界温度增加压力也不能使之转变到液态。

CO₂常温下是一种无色无味、不助燃、不可燃的气体，密度比空气大，略溶于水，与水反应生成碳酸。

CO₂压缩后俗称为干冰。

2、人体危害
（1）CO₂密度较空气大，当CO₂少时对人体无危害，但其超过一定量时会影响人（其他生物也是）的呼吸，原因是血液中的碳酸浓度增大，酸性增强，并产生酸中毒。

因为CO₂比空气重，所以在低洼处的浓度较高。

CO₂的正常含量是0.04%，当CO₂的浓度达1%会使人感到气闷、头昏、心悸，达到4%~5%时人会感到气喘、头痛、眩晕，而达到10%的时候，会使人体机能严重混乱，使人丧失知觉、神志不清、呼吸停止而死亡（2）切记在每次接触干冰的时候，一定要小心并且用厚绵手套或其他遮蔽物才能触碰干冰，如果是在长时间直接碰触肌肤的情况下，就可能会造成细胞冷冻而类似轻微或极度严重冻伤的伤害。

二、CO₂压裂基本原理
CO₂泡沫压裂液是由液态CO₂、水冻胶和各种化学添加剂组成的液-液两项混合体系，在向井下注入过程，随温度的升高，达到30.6°C临界温度以后，液态CO₂开始气化，形成以CO₂为内相，含高分子聚合物的水基压裂液为外相的气液两相分散体系。

由于泡沫两相体系的出现，使液体粘度增加；同时，通过起泡剂和高分子聚合物的作用，大大增加了泡沫流体
的稳定性。

因此，CO₂泡沫压裂液流体具备了压裂液的必备条件，并拥有了常规水基压裂液不能相比拟的多种优势。

室内试验和现场实践证明，CO₂泡沫压裂液体系具有更好的增产效果，这主要是因为在压裂后期，CO₂可与地层水反应生成碳酸使体系的PH值降低，既可减少对地层的伤害，同时可降低采出流体的表面张力，有助于压后的反排，提高压裂效果。

三、CO₂压裂施工安全要点
泵注液体CO₂是非常危险的，必须遵循操作规程，确保CO₂始终以液态形式存在，防止出现干冰。

（1）现场所有人员应远离施工管线包括吸入管线，然后才能用液体CO₂充满管线。

（2）包括CO₂或液态CO₂施工管线，不允许用绳索固定任何位置。

（3）禁止用水进行CO₂施工管线的测试。

水在管线中将会结冰，造成管线的堵塞或者打不开阀门。

（4）在所有CO₂吸入管线上，任何两个阀门之间必须装一个压力泄压阀和一个自动安全阀（泄压装置）。

（5）当CO₂罐车上的排出阀打开以后，在所有液体CO₂流出前不要关闭罐车。

打开一台关闭着的罐车，应该遵循正常的冷却程序。

（6）管线中的压力必须在其最低点进行卸压。

随着液体CO₂中气体的排放，气体下面的CO₂液体温度将随着下降，CO₂气体排放到一定程度之后，气体下面的液体CO₂温度将会下降到冰点以下并形成干冰。

干冰将会引起管线的堵塞，由于外界温度的影响管线的压力增高。

如果管线的最低处没有快速排放装置，绝不能关闭管线的两端。

（7）管线放压后，操作工必须明白管线中有可能有干冰形成。

在确保管线上的泄压阀是打开的并且有液体流通前，应保持一个较低的泵注压力和排量。

（8）CO₂施工中应防止四种伤害：
1、缺氧：当CO₂泄漏后出现人员窒息时，抢救人员应立即穿戴好氧气呼吸器进入现
场，将人员背出危险区，应向上风头撤离，被抢救人员头始终保持在高处。

2、冻伤：低温液态CO₂气化时吸收热量，施工人员应穿戴好劳动防护用品，特别是
手套、护目镜（护目镜应同时保护太阳穴部位）、安全帽等。

3、炮弹效应：液态CO₂形成干冰后会造成管线炸裂，放空时因管线内外压力不一致
打出干冰，工作人员不能任意穿越管线和站在放空口对面。

4、高压泵盖飞裂：压裂车泵头不能朝向人员和其他设备。