近年来,随着我国对天然气的需求量增加,天然气开采的强度在增大,当井喷事故发生时,由于缺乏对有毒有害气体泄漏后扩散蔓延规律的把握,特别是缺乏对山区、丘陵、城市建筑群等复杂地形以及浓雾天气等复杂气候情况下有毒有害气体蔓延规律的把握,将导致人员盲目疏散、延误疏散等问题,错过应急处置最佳时机,造成了大量的人员伤亡、财产损失和生态环境破坏。同时,由于缺乏足够且有效的数据提供给决策人员,将造成应急处置延误和盲目处置。可见,对井喷事故进行深入的技术分析,研究井喷气体扩散蔓延的规律,尤其是复杂地形和复杂气候环境下,然后制定井喷事故的预警措施意义重大。本文应用系统安全的原理、计算流体力学的方法对井喷事故的深层次原因进行了系统的研究,对井喷气体进行了数值模拟,并对预警系统的要素进行了研究,得到了以下一些结论:1)应用系统安全的方法,分析了发生井喷事故危险性,井喷事故扩大关键因素和井喷事故深层次原因。2)根据流体力学理论,建立了井喷气体的扩散蔓延数学模型,并对其控制方程的解法和边界条件的处理方法进行了阐述。结合重庆开县的井喷事故应用Fluent软件进行了模拟,对于井喷前基本流场的计算,对于井喷射流耦合风场的计算,以及对气体扩散等进行了分析,并与收集的数据进行比对,得到了喷口速度分别为10m/s、80m/s、150m/s的情况下流体的各项参数,模拟了井喷射流耦合流场以及气体扩散的规律,并将模拟结果与搜集数据结果相对比,可以看出,当井喷硫化氢污染进入稳定阶段后,在地面硫化氢分布模拟解算结果与搜集数据结果是基本一致的。3)基于事故分析结果和数值模拟结果,提出了井喷危害防护区域的概念并分析了其影响因素,研究了重大井喷事故的预警系统和响应机制。