本发明涉及数据分析，尤其涉及一种页岩气生产数据分析方法及系统。
背景技术：
1、数据分析技术领域主要侧重于收集、处理、分析和解释从油气生产过程中得到的批量数据，以优化开采策略、提高能源产出效率和确保作业安全。随着信息技术的发展，数据分析技术已经能够通过高级算法和机器学习方法来预测生产趋势、评估潜在风险和改进资源管理，使得油气行业能够更有效地管理其资源，降低成本，并对环境影响进行最小化。
2、其中，页岩气生产数据分析方法用于解析和优化页岩气生产中的数据，包括数据采集、处理、分析和可视化等步骤，目的是提升页岩气的开采效率和安全性。通过对生产数据的深入分析，可以识别出生产过程中的关键参数和潜在问题，调整操作策略，优化生产过程。主要用途在于帮助工程师和决策者基于数据驱动的见解做出更精准的操作决策，提高资源利用率，减少环境影响，增加经济回报。
3、现有的数据分析技术在实际操作中主要面临的不足之处包括对生产数据的实时反馈和动态优化能力有限，依赖于预设的数据处理模式，缺乏对实时变化的快速响应能力。例如，在油气生产中，传统的数据分析方法难以即时调整开采策略，对生产中突发情况的响应不够迅速，导致生产效率和资源利用率未能最大化，在高变异性的页岩气生产过程中尤为突出。现有技术在风险评估和管理方面较为静态，不足以针对快速变化的地质和市场条件进行灵活调整，不足之处导致资源浪费，增加生产成本，甚至因延迟响应安全问题而带来更严重的环境和安全风险。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种页岩气生产数据分析方法及系统。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种页岩气生产数据分析方法，包括以下步骤：
3、s1：收集页岩气生产数据，识别岩石硬度、孔隙率和渗透性的地质参数，记录页岩气的产量、压力和温度生产参数，得到初始化数据集；
4、s2：基于所述初始化数据集，分析地质参数与生产参数的关系，构建节点和边，节点代表差异化参数，通过参数间的影响设定边，构建网络结构模型；
5、s3：对所述网络结构模型中的节点进行概率评估，为差异化节点间的连接分析条件概率，构建完整的条件概率表，分析页岩气生产数据中的地质参数与生产参数，得到条件概率网络；
6、s4：根据所述条件概率网络，进行参数优化，选取节点的关键数据进行吉布斯采样，调整节点间的概率值，并更新网络模型参数，得到优化网络模型；
7、s5：采用所述优化网络模型，输入实时的页岩气生产数据，预测页岩气生产效率的变化，分析和评估生产参数变化对生产效率的影响，得到效率变化预测结果；
8、s6：将所述效率变化预测结果用于实时生产决策，识别页岩气生产中的关键风险点，优化页岩气的生产效率与安全性，得到生产调整方案。
9、作为本发明的进一步方案，所述初始化数据集包括岩石的硬度、孔隙率、渗透性与页岩气的产量、压力和温度，所述网络结构模型包括差异化参数的节点和基于参数间影响关系设定的边，所述条件概率网络包括地质参数与生产参数间的条件概率表和参数间的概率关联性，所述优化网络模型包括经过吉布斯采样调整后的节点间概率值和更新的网络参数，所述效率变化预测结果包括页岩气生产数据的产量、压力和温度变化预测，所述生产调整方案包括生产效率和安全性的优化措施和关键风险点的识别与应对策略。
10、作为本发明的进一步方案，收集页岩气生产数据，识别岩石硬度、孔隙率和渗透性的地质参数，记录页岩气的产量、压力和温度生产参数，得到初始化数据集的步骤具体为：
11、s101：收集页岩气生产数据，对岩石硬度、孔隙率和渗透性进行实时监测，收集和记录关联数据，并将数据进行分类，生成地质参数数据集；
12、s102：基于所述地质参数数据集，通过监控页岩气的产量和压力，并记录井口温度，将数据同步后进行时间戳对齐和格式标准化，生成生产参数数据集；
13、s103：根据所述生产参数数据集，结合实时地质参数，对数据进行整理，校正数据偏差，统一数据格式并进行数据质量评估，生成初始化数据集。
14、作为本发明的进一步方案，基于所述初始化数据集，分析地质参数与生产参数的关系，构建节点和边，节点代表差异化参数，通过参数间的影响设定边，构建网络结构模型的步骤具体为：
15、s201：采用所述初始化数据集，提取地质参数和生产参数，通过数据处理去除异常值和噪声，整合同类数据项，优化数据分析的效率，生成数据分析基础集；
16、s202：基于所述数据分析基础集，识别地质参数与生产参数之间的联系和依赖关系，记录关系的特征，包括关联强度和作用方向，生成参数关系映射；
17、s203：利用所述参数关系映射，构建代表差异化参数的节点和展示参数间影响的边，为每条边分配权重，识别差异化参数间作用的强度，生成网络结构模型。
18、作为本发明的进一步方案，对所述网络结构模型中的节点进行概率评估，为差异化节点间的连接分析条件概率，构建完整的条件概率表，分析页岩气生产数据中的地质参数与生产参数，得到条件概率网络的步骤具体为：
19、s301：基于所述网络结构模型，对每个节点进行概率估计，通过分析页岩气生产数据，计算节点在差异化生产条件下的频率，生成节点概率分布表；
20、s302：利用所述节点概率分布表，计算节点间的条件概率，通过监控和记录节点状态变化的条件响应，评估节点状态变化的影响，生成节点间条件概率表；
21、s303：通过所述节点间条件概率表，构建包括节点和边的网络，识别和记录差异化生产参数和地质参数间的概率关系，生成条件概率网络。
22、作为本发明的进一步方案，根据所述条件概率网络，进行参数优化，选取节点的关键数据进行吉布斯采样，调整节点间的概率值，并更新网络模型参数，得到优化网络模型的步骤具体为：
23、s401：从所述条件概率网络中选择影响力的节点，通过节点识别关键地质和生产参数，提取目标数据集，生成关键节点数据集；
24、s402：利用所述关键节点数据集，采用吉布斯采样方法，通过随机替换节点状态并计算新状态的条件概率，循环迭代匹配稳定的概率分布，生成更新的节点概率分布；
25、s403：根据所述更新的节点概率分布，调整网络模型中的边的权重和节点的概率值，查验整个网络模型参数与实时页岩气生产数据匹配，生成优化网络模型。
26、作为本发明的进一步方案，所述吉布斯采样方法的公式如下：
27、
28、其中，p(xi)为节点xi的概率分布值，xi为实时更新状态的节点，x-i为除xi之外的节点状态，x和x-i分别为xi和x-i的状态情况，t为温度参数，α为调节系数，β为偏置项。
29、作为本发明的进一步方案，采用所述优化网络模型，输入实时的页岩气生产数据，预测页岩气生产效率的变化，分析和评估生产参数变化对生产效率的影响，得到效率变化预测结果的步骤具体为：
30、s501：将实时的页岩气生产数据输入到所述优化网络模型中，数据包括岩石的硬度、孔隙率、产量、压力和温度，分析页岩气生产关联的数据，生成模型输入数据集；
31、s502：将所述模型输入数据集在优化网络模型中进行模拟，计算差异化生产参数变化下的预测结果，包括页岩气的预期产量和生产效率，生成效率变化分析结果；
32、s503：分析所述效率变化分析结果，评估差异化生产参数对页岩气生产效率的影响，预测页岩气的生产周期和波动性，生成效率变化预测结果。
33、作为本发明的进一步方案，将所述效率变化预测结果用于实时生产决策，识别页岩气生产中的关键风险点，优化页岩气的生产效率与安全性，得到生产调整方案的步骤具体为：
34、s601：审查所述效率变化预测结果中的多项数据，识别与页岩气生产效率和安全性关联的关键风险参数，包括异常的压力和温度读数，并记录关键数据点，生成关键风险点数据集；
35、s602：从所述关键风险点数据集中提取风险点，对风险点进行影响分析，识别风险点对页岩气生产的影响，记录导致的设备故障和生产延迟情况，生成风险识别结果；
36、s603：基于所述风险识别结果，制定页岩气生产调整措施，包括调整生产设备设置和工作参数，查验生产调整措施在页岩气生产中实施，优化整体生产效率和安全性，生成生产调整方案。
37、一种页岩气生产数据分析系统，所述页岩气生产数据分析系统用于执行上述页岩气生产数据分析方法，所述系统包括：
38、数据收集模块记录岩石硬度、孔隙率、渗透性、页岩气的产量、压力和温度生产参数，生成初始化数据集；
39、模型构建模块基于所述初始化数据集，识别地质参数与生产参数间的差异，为每对参数关系设定连接边，构建节点与边的网络结构，得到网络结构模型；
40、概率评估模块通过所述网络结构模型，对网络中的节点进行分析，为节点间的连接设定条件概率，构建条件概率表，分析地质参数与生产参数的关联性，得到条件概率网络；
41、网络调整模块采用所述条件概率网络，提取节点的关键数据，计算节点间的概率值，并调整网络结构的参数，得到优化网络模型；
42、效率预测模块利用所述优化网络模型，输入实时的页岩气生产数据，预测生产效率的变化，分析生产参数变化对效率的影响，优化页岩气的生产效率与安全性，得到生产调整方案。
43、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
44、本发明中，通过深入分析页岩气生产数据，得到地质参数与生产参数，构建网络结构模型，对节点进行概率评估，优化网络模型参数，实现对生产效率的动态预测和风险识别，对页岩气生产过程中的关键参数进行实时优化和调整，能够在生产初期识别潜在的风险点和效率瓶颈，允许操作者及时调整生产策略，优化资源管理，降低成本，提高页岩气的整体开采效率和安全性。通过构建和维护一个基于条件概率的网络模型，提供精细化的预测和控制手段，允许根据实时数据调整模型参数，使得决策过程更加精准和应对速度更快，基于实时数据反馈的优化策略有效地提升资源利用率和经济回报，同时降低环境影响。
1.一种页岩气生产数据分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的页岩气生产数据分析方法，其特征在于，所述初始化数据集包括岩石的硬度、孔隙率、渗透性与页岩气的产量、压力和温度，所述网络结构模型包括差异化参数的节点和基于参数间影响关系设定的边，所述条件概率网络包括地质参数与生产参数间的条件概率表和参数间的概率关联性，所述优化网络模型包括经过吉布斯采样调整后的节点间概率值和更新的网络参数，所述效率变化预测结果包括页岩气生产数据的产量、压力和温度变化预测，所述生产调整方案包括生产效率和安全性的优化措施和关键风险点的识别与应对策略。
3.根据权利要求1所述的页岩气生产数据分析方法，其特征在于，收集页岩气生产数据，识别岩石硬度、孔隙率和渗透性的地质参数，记录页岩气的产量、压力和温度生产参数，得到初始化数据集的步骤具体为：
4.根据权利要求1所述的页岩气生产数据分析方法，其特征在于，基于所述初始化数据集，分析地质参数与生产参数的关系，构建节点和边，节点代表差异化参数，通过参数间的影响设定边，构建网络结构模型的步骤具体为：
5.根据权利要求1所述的页岩气生产数据分析方法，其特征在于，对所述网络结构模型中的节点进行概率评估，为差异化节点间的连接分析条件概率，构建完整的条件概率表，分析页岩气生产数据中的地质参数与生产参数，得到条件概率网络的步骤具体为：
6.根据权利要求1所述的页岩气生产数据分析方法，其特征在于，根据所述条件概率网络，进行参数优化，选取节点的关键数据进行吉布斯采样，调整节点间的概率值，并更新网络模型参数，得到优化网络模型的步骤具体为：
7.根据权利要求6所述的页岩气生产数据分析方法，其特征在于，所述吉布斯采样方法的公式如下：
8.根据权利要求1所述的页岩气生产数据分析方法，其特征在于，采用所述优化网络模型，输入实时的页岩气生产数据，预测页岩气生产效率的变化，分析和评估生产参数变化对生产效率的影响，得到效率变化预测结果的步骤具体为：
9.根据权利要求1所述的页岩气生产数据分析方法，其特征在于，将所述效率变化预测结果用于实时生产决策，识别页岩气生产中的关键风险点，优化页岩气的生产效率与安全性，得到生产调整方案的步骤具体为：
10.一种页岩气生产数据分析系统，其特征在于，根据权利要求1-9任一项所述的页岩气生产数据分析方法，所述系统包括：
