在石化资源中天然气的地位越来越重要,它不仅是重要的一次能源,还是清洁能源。我国对天然气的需求和消费也越来越多,开发国内气田迫在眉睫,这也推动了三高气田的勘探开发开采,使其规模化。三高气田一般是指高产、高压、高含硫的气田。为了从根本上预防三高气田井喷事故,减少人员伤亡和经济损失,研究了井喷的致灾机理和其致灾模式。首先本文从钻井工艺:钻进过程、固井过程、完井过程三个阶段进行了分析研究;对发生在1970-2009年期间的中石油钻井井喷事故进行了研究,通过仔细分析79件井喷失控事故案例,对这些井喷失控事故的人员伤亡、经济损失、发生原因、事故经过等情况进行了分析统计,提取了 30件三高油气田或气田井喷失控事故;绘制了钻进过程井喷事故树、起下钻过程井喷事故树、井喷失控事故树三组事故树。从力学的角度得出与三高气田井喷有关的主要因素有:钻井液(气侵)、节流管汇、防喷器、压井管汇、套管(腐蚀)、钻具(氢脆)。用主成分分析法,根据以上统计,确定出指标权重,排序如下:套管(腐蚀)53.79%、防喷器25.05%、节流压井管汇11.51%、钻井液(气侵)5.85%、钻具(氢脆)3.80%。对提取出的各个因素进行深入分析,套管方面,研究了腐蚀孔引起的应力集中对套管强度的影响及均匀腐蚀后套管的壁厚减薄对套管强度的影响。防喷器方面,利用SolidWorks,建立单闸板防喷器模型进行仿真模拟,在以屈服强度为标准的情况下得出最大等效应力与内压的关系;进一步模拟了均匀腐蚀对此防喷器的影响,得出腐蚀厚度为Omm、0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm时的最大等效应力与内压的关系,并且拟合公式计算了以屈服强度为标准的最大内压,得出了最大内压与腐蚀厚度的趋势图。节流压井管汇方面,利用fluent数值模拟节流管汇在甲烷含气量在20%时,阀开度为20%、40%、60%、80%钻井液和甲烷的最大速度以及壁面速度;在开度为20%时,模拟了含气量20%、30%、40%、50%钻井液和甲烷的最大速度以及壁面速度。钻井液方面,推导出气泡体积的计算公式,确定气泡所需参数,利用fluent进行模拟,验证推导出的气泡体积计算公式,并且对比了简单几何方法和用受力分析推导出的公式计算出的体积结果的稳定性。钻具氢脆方面,通过ANSYS对有无氢脆空洞的模拟结果进行分析,相较于原3168KN的抗拉极限,下降了约44%。最后从致灾的反面——安全的角度,建立模糊线性规划模型来进一步阐述三高气田致灾机理,故要使钻井过程的安全性最高,在套管、防喷器、节流压井管汇、钻井液、钻具氢脆五个因素力学方面的约束下,建立了致灾模型。