基于压力数据的压裂砂堵预警方法和装置

1.本发明涉及压裂施工领域，特别地，涉及一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法和装置。


背景技术：

2.21世纪以来，世界上对石油与天然气的需求不断上升，采用常规开采工艺手段的油气资源不断减少，随着勘探的逐渐深入，常规油气资源的开发和增产难度日益增大。而根据相关调查研究，非常规油气资源的储量丰富，面对巨大的能源需求，低渗透油气藏的资源战略地位也日益重要。现在已将页岩气列为新型能源发展重点，纳入了能源发展规划。而压裂施工作为开采非常规油气资源的重要手段之一，在油气井增产等方面也具有广泛的应用前景。在页岩气等一系列低渗透油气藏压裂施工的过程中，压裂砂堵是影响压裂效果和成本效益的主要难题。
3.压裂砂堵是压裂施工过程中加砂阶段，支撑剂聚集在压裂井底周围或裂缝中形成堵塞，使施工压力短时间内急剧升高，进而导致压裂施工难以继续进行的现象。发生砂堵时，轻则浪费压裂液等施工材料，因为高压憋坏管线，损坏设备，延长作业时间，提高作业成本，重则会造成地层渗流导致压裂作业失败，甚至造成重大伤亡事故。因此，若能对压裂施工砂堵进行预警，进而及时采取有效的应对措施，对于避免砂堵发生具有重要意义。
4.目前，压裂现场进行砂堵预警时，多依靠人工肉眼进行压力曲线监测，并根据专家的经验技术知识，人为分析是否发生砂堵，该方式需要工程技术人员在施工过程中一直观察压力曲线，由于没有精确的辅助计算，人工识别效果因人而异，导致预警的准确度不高且耗费人力。
5.因此现在亟需一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法，能够提高压裂砂堵预警准确度且减少人力耗费。


技术实现要素：

6.本文实施例的目的在于提供一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法和装置，以提高压裂砂堵预警准确度且减少人力耗费。
7.为达到上述目的，一方面，本文实施例提供了一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法，包括：
8.获取压裂施工中的压力数据；
9.对所述压力数据进行聚类，得到若干时间段内的压力数据；
10.对每一时间段内的压力数据进行一次拟合，判断每一时间段的拟合结果是否符合预定效果；
11.若是，则根据拟合结果确定当前时间段的预警结果；
12.若否，则将当前时间段再次分段，得到若干再分段后时间段，并确定每一再分段后时间段的预警结果。
13.优选的，所述将当前时间段再次分段，得到若干再分段后时间段，并确定每一再分段后时间段的预警结果进一步包括：
14.判断每一所述再分段后时间段内的压力数据的总数目是否小于设定数目；
15.若是，则根据再次分段前所述当前时间段的拟合结果确定当前再分段后时间段的预警结果；
16.若否，则对当前再分段后时间段内的压力数据进行一次拟合，执行如上判断每一时间段的拟合结果是否符合预定效果的步骤，判断当前再分段后时间段的拟合结果是否符合预定效果。
17.优选的，所述对每一时间段内的压力数据进行一次拟合进一步包括：
18.对每一时间段内的压力数据进行一次拟合，得到每一时间段内的拟合数据；
19.根据每一时间段内的拟合数据与压力数据，计算每一时间段的均方根误差。
20.优选的，所述判断每一时间段的拟合结果是否符合预定效果进一步包括：
21.比较每一时间段的均方根误差与所述每一时间段对应的动态阈值；
22.若当前时间段的均方根误差不大于所述当前时间段对应的动态阈值，则当前时间段的拟合结果符合所述预定效果；
23.若当前时间段的均方根误差大于所述当前时间段对应的动态阈值，则当前时间段的拟合结果不符合预定效果。
24.优选的，所述对当前再分段后时间段内的压力数据进行一次拟合，执行如上判断每一时间段的拟合结果是否符合预定效果的步骤，判断当前再分段后时间段的拟合结果是否符合预定效果之中包括：
25.根据所述当前再分段后时间段的第一均方根误差，更新所述当前再分段后时间段的动态阈值；
26.比较当前再分段后时间段的第二均方根误差与所述当前再分段后时间段的动态阈值；
27.若当前再分段后时间段的第二均方根误差不大于所述当前再分段后时间段的动态阈值，则当前再分段后时间段的拟合结果符合所述预定效果；
28.若当前再分段后时间段的第二均方根误差大于所述当前再分段后时间段的动态阈值，则当前再分段后时间段的拟合结果不符合预定效果。
29.优选的，所述更新所述当前再分段后时间段的动态阈值进一步包括：
30.通过如下公式更新所述当前再分段后时间段的动态阈值：
31.若rmse＜＝rmse_threshold0，则rmse_total＝rmse_total0 rmse，
32.rmse_cnt＝rmse_cnt0 1；
33.rmse_avg0＝rmse_threshold0/n；
34.若rmse_cnt≤0，rmse_avg＝rmse_avg0，否则若rmse_cnt＞0，rmse_avg＝rmse_total/rmse_cnt*(1-ω) rmse_avg0*ω；
35.rmse_threshold＝n*rmse_avg；
36.其中，rmse_threshold为当前再分段后时间段对应的更新后的动态阈值，rmse_threshold0为当前再分段后时间段对应的待更新的动态阈值；rmse为当前再分段后时间段的第一均方根误差；rmse_total0的初始值为0，rmse_cnt0的初始值为0；n为任意正整数；ω
为衰减系数，取0至1之间的任意值。
37.优选的，所述将当前时间段再次分段，得到若干再分段后时间段进一步包括：
38.对当前时间段内的压力数据进行二次拟合，得到二次多项式，并确定所述二次多项式的驻点；
39.将所述驻点作为插值插入当前时间段中，得到驻点及其左侧的时间段，以及驻点及其右侧的时间段。
40.另一方面，本文实施例提供了一种基于压力数据的压裂砂堵预警装置，所述装置包括：
41.获取模块，用于获取压裂施工中的压力数据；
42.聚类模块，用于对所述压力数据进行聚类，得到若干时间段内的压力数据；
43.判断模块，用于对每一时间段内的压力数据进行一次拟合，判断每一时间段的拟合结果是否符合预定效果；
44.若是，则根据拟合结果确定当前时间段的预警结果；
45.若否，则将当前时间段再次分段，得到若干再分段后时间段，并确定每一再分段后时间段的预警结果。
46.又一方面，本文实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时，执行上述任意一项所述方法的指令。
47.又一方面，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机设备的处理器运行时，执行上述任意一项所述方法的指令。
48.由以上本文实施例提供的技术方案可见，本文实施例通过对聚类后的压力数据进行一次拟合，依据拟合结果确定预警结果的方法，相对于现有技术中依靠人工经验预警砂堵发生的方法，提高了预警的准确度并减少了人力的耗费。
49.为让本文的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
50.为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
51.图1示出了本文实施例提供的一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法的流程示意图；
52.图2示出了本文实施例提供的一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法的子流程示意图；
53.图3示出了本文实施例提供的用于再次分段的流程示意图；
54.图4示出了本文实施例提供的用于一次拟合每一时间段内压力数据的流程示意图；
55.图5示出了本文实施例提供的用于判断每一时间段的拟合结果的流程示意图；
56.图6示出了本文实施例提供的一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法的另一子流程示意图；
57.图7示出了本文实施例提供的一种基于压力数据的压裂砂堵预警装置的模块结构示意图；
58.图8示出了本文实施例提供的计算机设备的结构示意图。
59.附图符号说明：
60.100、获取模块；
61.200、聚类模块；
62.300、判断模块；
63.802、计算机设备；
64.804、处理器；
65.806、存储器；
66.808、驱动机构；
67.810、输入/输出模块；
68.812、输入设备；
69.814、输出设备；
70.816、呈现设备；
71.818、图形用户接口；
72.820、网络接口；
73.822、通信链路；
74.824、通信总线。
具体实施方式
75.下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。
76.压裂砂堵是压裂施工过程中加砂阶段，支撑剂聚集在压裂井底周围或裂缝中形成堵塞，使施工压力短时间内急剧升高，进而导致压裂施工难以继续进行的现象。发生砂堵时，轻则浪费压裂液等施工材料，因为高压憋坏管线，损坏设备，延长作业时间，提高作业成本，重则会造成地层渗流导致压裂作业失败，甚至造成重大伤亡事故。因此，若能对压裂施工砂堵进行预警，进而及时采取有效的应对措施，对于避免砂堵发生具有重要意义。
77.目前，压裂现场进行砂堵预警时，多依靠人工肉眼进行压力曲线监测，并根据专家的经验技术知识，人为分析是否发生砂堵，该方式需要工程技术人员在施工过程中一直观察压力曲线，由于没有精确的辅助计算，人工识别效果因人而异，导致预警的准确度不高且耗费人力。
78.为了解决上述问题，本文实施例提供了一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法。图1是本文实施例提供的一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法的步骤示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括
更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。
79.参照图1，一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法，包括：
80.s101：获取压裂施工中的压力数据；
81.s102：对所述压力数据进行聚类，得到若干时间段内的压力数据；
82.s103：对每一时间段内的压力数据进行一次拟合，判断每一时间段的拟合结果是否符合预定效果；
83.s104：若是，则根据拟合结果确定当前时间段的预警结果；
84.s105：若否，则将当前时间段再次分段，得到若干再分段后时间段，并确定每一再分段后时间段的预警结果。
85.在压裂施工过程中的加砂阶段，需要通过套管向压裂形成的裂缝中通砂，收集在这一过程中套管的压力数据。压力数据如果在短时间内快速持续上升，预示发生砂堵的可能性极大，因此压力数据是可以反映砂堵可能性的数据，需要通过压力数据对砂堵情况进行判别和预警。
86.在获取了压力数据之后，为了提高后续计算的准确度，可以将压裂前期刚开始注入砂石时砂浓度为0的压力数据排除掉，具体排除方法可以在获取压力数据的同时同步获取砂浓度，然后将砂浓度为0的点对应的压力数据剔除即可。
87.在本文实施例中，可以对压力数据进行聚类，由于聚类得到的每一类中的压力数据在时间维度上具有连续性，即一定时间段内的压力数据一般会聚类为一类，进而得到若干时间段内的压力数据，一般来说，每一时间段大概在15s左右。需要解释的是，在对压力数据进行聚类的过程中，有可能出现一类中只有一个压力数据的情况，对于这种情况，默认为该压力数据位噪点，对该点进行剔除。
88.具体的，可以通过ap(affinity propagation)聚类算法对压力数据进行聚类。ap聚类算法是基于数据点间的“信息传递”的一种聚类算法，在运行算法之前不需要确定聚类的个数。ap算法会寻找聚类中心点是作为每类的代表，且该点是数据集合中实际存在的点。
89.在对每一时间段内的压力数据进行一次拟合时，由于聚类后两个相邻时间段不连续，为了防止由于聚类导致两个相邻时间段的端点处数据点的丢失，将聚类后相邻时间段中前一时间段的末位数据点作为后一时间段的开始数据点。
90.对每一时间段内的压力数据进行一次拟合后，可以得到每一时间段对应的拟合结果，其中可以通过最小二乘法进行拟合，拟合后会得到在每一时间段内的拟合线即为拟合结果，若拟合线的拟合较为准确，即符合预定效果，若拟合线的集合不准确，即不符合预定效果。
91.若拟合结果符合预定效果，则可以根据拟合结果确定当前时间段的预警结果。若拟合结果不符合预定效果，需要对当前时间段进行再次分段，确定每一再分段后时间段的预警结果。
92.本文通过对聚类后的压力数据进行一次拟合，依据拟合结果确定预警结果的方法，相对于现有技术中依靠人工经验预警砂堵发生的方法，提高了预警的准确度并减少了人力的耗费。
93.参照图2，在本文实施例中，所述将当前时间段再次分段，得到若干再分段后时间段，并确定每一再分段后时间段的预警结果进一步包括：
94.s201：判断每一所述再分段后时间段内的压力数据的总数目是否小于设定数目；
95.s202：若是，则根据再次分段前所述当前时间段的拟合结果确定当前再分段后时间段的预警结果；
96.s203：若否，则对当前再分段后时间段内的压力数据进行一次拟合，执行如上判断每一时间段的拟合结果是否符合预定效果的步骤，判断当前再分段后时间段的拟合结果是否符合预定效果。
97.其中，设定数目为设定的进行再分段必要的数据点最小数目，可以为2，若当前再分段后时间段内的压力数据的总数目小于2个，则直接根据再分段前的拟合结果确定当前再分段后时间段的预警结果，也无法进行最小二乘一次拟合。原因是压力数据的总数目小于2个的话数据量太少，不具备代表性。若当前再分段后时间段内的压力数据不小于2个，则对当前再分段后时间段内的压力数据进行一次拟合，执行上述s103至s105。
98.综合上述s101至s203，可以理解的是，若聚类后得到一时间段a，假设a对应的拟合结果不符合预定效果，则再次分段，得到a1和a2，若a1中对应的压力数据的总数目为1个，则a1的预警结果需要根据a的拟合结果确定；若a2中对应的压力数据总数目大于2个，则判断a2的拟合结果是否符合预定效果，若不符合，还要对a2进行再分段
……
直至能够确定当前时间段的预警结果为止。
99.在上述过程中为一个循环的过程，循环的终止条件为当前时间段的拟合结果符合预定效果，进而确定当前时间段的预警结果，或者是当前时间段的压力数据总数目小于2，通过当前时间段分段前的拟合结果确定当前时间段的预警结果。需要注意的是，本实施例中举例为再分段成两段，但是本领域技术人员可以理解的是再分段后可以形成多段。
100.参照图3，进一步的，在本文实施例中，所述将当前时间段再次分段，得到若干再分段后时间段进一步包括：
101.s301：对当前时间段内的压力数据进行二次拟合，得到二次多项式，并确定所述二次多项式的驻点；
102.s302：将所述驻点作为插值插入当前时间段中，得到驻点及其左侧的时间段，以及驻点及其右侧的时间段。
103.具体的，驻点即为切线为0的点，利用最小二乘法对当前时间段内的压力数据进行二次拟合得到二次多项式，选取二次多项式中的驻点，将驻点对应插入当前时间段中，例如驻点对应的坐标为(x，y)，则将该驻点插入当前时间段的第x时刻，且第x时刻对应的压力数据为y，为了保证再分段后时间段之间的连续性，需要划分为驻点及其左侧的时间段和驻点及其右侧的时间段。
104.需要注意的是，若驻点恰好是当前时间段中的某一压力数据，则不需将驻点作为插值进行插入操作，直接将当前时间段划分为驻点及其左侧的时间段，以及驻点及其右侧的时间段即可。
105.当然，驻点有可能恰好是当前时间段的边界点，假设当前时间段a中有压力数据1-10，对当前时间段a进行再分段时驻点恰好是压力数据10，此时对当前时间段进行再分段时，会划分为a1：1-10，a2：10，循环执行再分段操作时，a1的驻点同样也是10，又会将a1划分
为a11：1-10，a12：10，这样会陷入死循环，为了避免这种情况的发生，若驻点恰好是当前时间段的边界点，需要停止执行循环再分段操作，直接根据再分段前的拟合结果确定预警结果，即停止对a1进行再分段，并根据a的拟合结果确定预警结果。
106.此外，驻点还有可能不在当前时间段的范围内，例如对当前时间段a进行再分段得到a1和a2的过程中，计算得到的驻点不在a的范围内，此时直接根据再分段前的拟合结果确定预警结果，即停止对a1进行再分段，并根据a的拟合结果确定预警结果。
107.参照图4，在本文实施例中，所述对每一时间段内的压力数据进行一次拟合进一步包括：
108.s401：对每一时间段内的压力数据进行一次拟合，得到每一时间段内的拟合数据；
109.s402：根据每一时间段内的拟合数据与压力数据，计算每一时间段的均方根误差。
110.具体的，对每一时间段内的压力数据进行一次拟合时采用最小二乘法进行一次拟合，得到一次多项式，一次多项式的形式为s1(x)＝a bx，对每一时间段内的压力数据进行一次拟合，求得参数a和b，一次拟合后得到的拟合数据即为参数a和b确定的拟合直线。拟合直线即为拟合结果，均方根误差可以衡量拟合直线的拟合效果，若均方根误差太大，说明拟合效果不好。
111.通过均方根误差公式计算每一时间段内的均方根误差：
[0112][0113]
其中，yi为拟合直线上第i个拟合数据，为第i个拟合数据对应的实际的压力数据，m为每一时间段中压力数据的总数目，rmse为均方根误差。
[0114]
计算得到每一时间段的均方根误差后，将每一时间段的均方根误差作为该时间段的拟合结果。
[0115]
参照图5，在本文实施例中，所述判断每一时间段的拟合结果是否符合预定效果进一步包括：
[0116]
s501：比较每一时间段的均方根误差与所述每一时间段对应的动态阈值；
[0117]
s502：若当前时间段的均方根误差不大于所述当前时间段对应的动态阈值，则当前时间段的拟合结果符合所述预定效果；
[0118]
s503：若当前时间段的均方根误差大于所述当前时间段对应的动态阈值，则当前时间段的拟合结果不符合预定效果。
[0119]
其中，通过均方根误差与动态阈值的比较来确定当前时间段的拟合结果是否符合预定效果，若符合，则根据均方根误差确定当前时间段的预警结果，若不符合，则对当前时间段再次分段。
[0120]
若当前时间段为第一个时间段，则当前时间段对应的动态阈值是根据实际情况设定的值，可以为大于0且小于1的任意值，最好取0.3-0.8，若当前时间段并非第一个时间段，则需要更新动态阈值，根据当前时间段对应的前一时间段的均方根误差，得到当前时间段的动态阈值。例如聚类后得到时间段a、b、c(按照时间顺序)，其中a为第一个时间段，b和c非第一个时间段。
[0121]
参照图6，在本文实施例中，所述对当前再分段后时间段内的压力数据进行一次拟
合，执行如上判断每一时间段的拟合结果是否符合预定效果的步骤，判断当前再分段后时间段的拟合结果是否符合预定效果之中包括：
[0122]
s601：根据所述当前再分段后时间段的第一均方根误差，更新所述当前再分段后时间段的动态阈值；
[0123]
s602：比较当前再分段后时间段的第二均方根误差与所述当前再分段后时间段的动态阈值；
[0124]
s603：若当前再分段后时间段的第二均方根误差不大于所述当前再分段后时间段的动态阈值，则当前再分段后时间段的拟合结果符合所述预定效果；
[0125]
s604：若当前再分段后时间段的第二均方根误差大于所述当前再分段后时间段的动态阈值，则当前再分段后时间段的拟合结果不符合预定效果。
[0126]
需要明确的是，当前再分段后时间段的第一均方根误差与第二均方根误差为两个值，第二均方根误差为当前再分段后时间段通过上述公式(1)计算得到的均方根误差，第一均方根误差为当前再分段后时间段的前一时间段或者母时间段的均方根误差。
[0127]
具体的，若聚类后得到一时间段a，假设a对应的拟合结果不符合预定效果，则再次分段，得到a1和a2。由于时间段a是聚类后得到的，因此根据上述s401至s503，会得到a的均方根误差，且a的均方根误差必定大于a的动态阈值m0(拟合结果不符合预定效果)。对a再分段后得到的a1的第一均方根误差，由于第一均方根误差为当前再分段后时间段的前一时间段或者母时间段的均方根误差，a是a1的母时间段，a1的母时间段的均方根误差即为a的均方根误差，通过a的均方根误差更新动态阈值m0得到a1对应的动态阈值m1，然后比较a1自身计算得到的均方根误差(a1的第二均方根误差)，与a1对应的动态阈值m1，确定a1对应的拟合结果是否符合预定效果。
[0128]
对于a2时间段来说，需要根据a2对应的第一均方根误差更新动态阈值，即需要对动态阈值m1进行更新，由于第一均方根误差为当前再分段后时间段的前一时间段或者母时间段的均方根误差，a1是a2的前一时间段，此时a2对应的第一均方根误差为a1自身计算得到的均方根误差。通过a2对应的第一均方根误差更新动态阈值m1得到a2对应的动态阈值m2，然后比较a2自身计算得到的均方根误差，即a2的第二均方根误差与a2对应的动态阈值m2，确定a2对应的拟合结果是否符合预定效果。
[0129]
由此可以看出若当前再分段后时间段(a1)为对应的母时间段(a)再分段后的首个时间段，则当前再分段后时间段的第一均方根误差为母时间段(a)的均方根误差，若当前再分段后时间段(a2)不为对应的母时间段(a)再分段后的首个时间段，则当前再分段后时间段的第一均方根误差为前一时间段(a1)的均方根误差。
[0130]
结合上述s501-s503可知，若聚类后得到时间段a和b，若a为第一个时间段，b是在时间顺序上位于a之后的一时间段，则a的动态阈值m0为大于0且小于1的任意值。假设a划分为a1和a2后，a1和a2均符合预定效果，此时b的动态阈值需要根据b的前一时间段的均方根误差更新得到，b的前一时间段为a2，即根据a2的均方根误差更新得到b的动态阈值，实际上，a2的均方根误差即为a2的第二均方根误差。
[0131]
需要注意的是，假设b对应的拟合结果不符合预定效果，则再次分段，得到b1和b2。b1的前一时间段为b，b2的前一时间段为b1。
[0132]
通过上述描述可以得知：再分段后时间段的动态阈值更新的方法是在母时间段或
者前一时间段的动态阈值的基础上，利用母时间段或者前一时间段的均方根误差对动态阈值进行更新。需要明确的是，对于每一聚类后得到的当前时间段(a、b或c)来说，只有再分段后得到的首个时间段(a1、b1或c1)的动态阈值是在母时间段(a1对应a、b1对应b或c1对应c)的基础上利用母时间段(a、b或c)的均方根误差更新得到的；而对于再分段后得到的多个时间段中的非首个时间段(a2、b2或c2)的动态阈值是在前一时间段(a2对应a1、b2对应b1或c2对应c1)的基础上利用前一时间段的均方根误差更新得到的。
[0133]
对于聚类后位于第一个时间段a之后的时间段b来说，b的动态阈值是在b的前一时间段(a2)的基础上利用前一时间段(a2)的均方根误差更新得到的，若b再次分段为b1和b2，则b1的动态阈值是在b1的母时间段(b)的基础上利用母时间段(b)的均方根误差更新得到的，b2的动态阈值是在b2的前一时间段(b1)的基础上利用前一时间段(b1)的均方根误差更新得到的。
[0134]
在本文实施例中，所述更新所述当前再分段后时间段的动态阈值进一步包括：
[0135]
通过如下公式更新所述当前再分段后时间段的动态阈值：
[0136]
步骤1：
[0137]
若rmse＜＝rmse_threshold0，则rmse_total＝rmse_total0 rmse，rmse_cnt＝rmse_cnt0 1；
[0138]
步骤2：
[0139]
rmse_avg0＝rmse_threshold0/n；
[0140]
步骤3：
[0141]
若rmse_cnt≤0，rmse_avg＝rmse_avg0，否则若rmse_cnt＞0，rmse_avg＝rmse_total/rmse_cnt*(1-ω) rmse_avg0*ω；
[0142]
步骤4：
[0143]
rmse_threshold＝n*rmse_avg；
[0144]
其中，rmse_threshold为当前再分段后时间段对应的更新后的动态阈值，rmse_threshold0为当前再分段后时间段对应的待更新的动态阈值rmse_threshold0的初始值可以为大于0且小于1的任意值，最好取0.3-0.8；rmse为当前再分段后时间段的第一均方根误差；rmse_total0为当前再分段后时间段对应的前一时间段或母时间段的rmse_total，初始值为0；rmse_cnt0为当前再分段后时间段对应的前一时间段或母时间段的rmse_cnt，初始值为0；n为任意正整数，最好取1-5；ω为衰减系数，取0至1之间的任意值。
[0145]
首先需要明确的是，上述步骤1-4可以是对应于上述s601-s604更新当前再分段后时间段的动态阈值，也可以是对应于上述s501-s503更新聚类后的当前时间段(非第一个时间段)的动态阈值。
[0146]
在对应于上述s501-s503更新聚类后的当前时间段(非第一个时间段)的动态阈值时，与更新当前再分段后时间段的动态阈值的区别在于，其中，rmse_threshold为当前时间段对应的更新后的动态阈值，rmse_threshold0为当前时间段对应的待更新的动态阈值，rmse为当前时间段的前一时间段的均方根误差，rmse_total0为当前时间段对应的前一时间段的rmse_total，rmse_cnt0为当前时间段对应的前一时间段的rmse_cnt；n为任意正整数，最好取1-5；ω为衰减系数，取0至1之间的任意值。
[0147]
若更新当前再分段后时间段的动态阈值，当前再分段后时间段对应的待更新的动
态阈值为前一时间段或者母时间段对应的动态阈值，若聚类后得到的第一个时间段a进行再分段得到a1和a2，则在更新a1的动态阈值时，对于步骤1来说，此时的rmse_threshold0为时间段a1对应的母时间段a的动态阈值，即大于0且小于1的任意值，最好为0.3-0.8，根据s601至s604可知，第一均方根误差为当前再分段后时间段的前一时间段或者母时间段的均方根误差，a1的第一均方根误差rmse为a(母时间段)的均方根误差，通过步骤1更新a1的动态阈值，最终通过步骤4得到a1更新后的动态阈值rmse_threshold。需要注意的是，由于a是第一个时间段，因此在更新a1的动态阈值时rmse_total为0，rmse_cnt0为0。
[0148]
在a1的基础上更新a2，此时的rmse_threshold0为时间段a1的动态阈值，rmse_total0为a1对应的rmse_total，rmse_cnt0为a1对应的rmse_cnt，通过步骤1更新a2的动态阈值，最终通过步骤6得到a2更新后的动态阈值rmse_threshold。
[0149]
若更新聚类后的当前时间段(非第一个时间段)的动态阈值，当前时间段对应的待更新的动态阈值为前一时间段对应的动态阈值，例如聚类后得到的一时间段b(位于第一个时间段a之后)，则在更新b的动态阈值时，对于步骤1来说，此时的rmse_threshold0为前一时间段时间段a2的动态阈值，由于rmse为聚类后的当前时间段(非第一个时间段)的前一时间段的均方根误差，b对应的rmse为a2的均方根误差，并且rmse_total0为a2对应的rmse_total，rmse_cnt0为a2对应的rmse_cnt，通过步骤1更新b的动态阈值，最终通过步骤4得到b更新后的动态阈值rmse_threshold。
[0150]
若聚类后得到的一时间段b(位于第一个时间段a之后)进行再分段得到b1和b2，则在更新b1的动态阈值时，对于步骤1来说，此时的rmse_threshold0为b1对应的母时间段b的动态阈值，此时第一均方根误差为当前再分段后时间段的母时间段的均方根误差，b1的第一均方根误差rmse为母时间段b的均方根误差，rmse_total0为母时间段b对应的rmse_total，rmse_cnt0为母时间段b对应的rmse_cnt，通过步骤1更新b1的动态阈值，最终通过步骤4得到b1更新后的动态阈值rmse_threshold。
[0151]
在本文实施例中，当前时间段的拟合结果符合预定效果，此时需要根据拟合结果确定当前时间段的预警结果，包括以下两种情况，若当前时间段为聚类后得到的时间段a，即a的均方根误差不大于动态阈值，需要根据a的拟合直线确定a的预警结果；若当前时间段为a再分段后得到的时间段a1和a2，则a1的第二均方根误差不大于a1的动态阈值，需要根据a1的拟合直线确定a1的预警结果，a2的第二均方根误差不大于a2的动态阈值，需要根据a2的拟合直线确定a2的预警结果。
[0152]
也就是说，在s402中，根据每一时间段内的拟合数据与压力数据，计算每一时间段的均方根误差，同时还要计算每一时间段的拟合直线斜率，拟合直线为拟合结果，根据拟合直线的斜率确定预警结果。
[0153]
预警结果包括以下情况：
[0154]
①
若k＞1则风险等级为i级：“高砂堵风险”，需要立即采取措施防范砂堵出现；
[0155]
②
若0.8＜k≤1，则风险等级为ii级：“中砂堵风险”，需要密切观察施工数据变化，并做好及时响应准备；
[0156]
③
若0＜k≤0.8且rmse'＞rmse_threshold'，则风险等级为iii级：“低砂堵风险”，在此情况下表示未发生砂堵，表示施工压力数据存在波动，需要关注压力变化；
[0157]
④
若0＜k≤0.8且rmse'＜＝rmse_threshold'，或k≤0，则风险等级为iv级：“无砂
堵风险”。
[0158]
其中，若当前时间段为聚类后得到的时间段a，则rmse'为a的均方根误差，rmse_threshold'为a的动态阈值；若当前时间段为a再分段后得到的时间段a1或者a2，则rmse'为a1或者a2的第二均方根误差，rmse_threshold'为a1或者a2的动态阈值。
[0159]
基于上述所述的一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法，本文实施例还提供一种基于压力数据的压裂砂堵预警装置。所述的装置可以包括使用了本文实施例所述方法的系统(包括分布式系统)、软件(应用)、模块、组件、服务器、客户端等并结合必要的实施硬件的装置。基于同一创新构思，本文实施例提供的一个或多个实施例中的装置如下面的实施例所述。由于装置解决问题的实现方案与方法相似，因此本文实施例具体的装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0160]
具体地，图7是本文实施例提供的一种基于压力数据的压裂砂堵预警装置一个实施例的模块结构示意图，参照图7所示，本文实施例提供的一种基于压力数据的压裂砂堵预警装置包括：获取模块100、聚类模块200、判断模块300。
[0161]
一种基于压力数据的压裂砂堵预警预警装置，所述装置包括：
[0162]
获取模块100，用于获取压裂施工中的压力数据；
[0163]
聚类模块200，用于对所述压力数据进行聚类，得到若干时间段内的压力数据；
[0164]
判断模块300，用于对每一时间段内的压力数据进行一次拟合，判断每一时间段的拟合结果是否符合预定效果；
[0165]
若是，则根据拟合结果确定当前时间段的预警结果；
[0166]
若否，则将当前时间段再次分段，得到若干再分段后时间段，并确定每一再分段后时间段的预警结果。
[0167]
参照图8所示，基于上述所述的一种基于压力数据的压裂砂堵预警方法，本文一实施例中还提供一种计算机设备802，其中上述方法运行在计算机设备802上。计算机设备802可以包括一个或多个处理器804，诸如一个或多个中央处理单元(cpu)或图形处理器(gpu)，每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。计算机设备802还可以包括任何存储器806，其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息，一具体实施方式中，存储器806上并可在处理器804上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器804运行时，可以执行根据上述方法的指令。
[0168]
非限制性的，比如，存储器806可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的ram，任何类型的rom，闪存设备，硬盘，光盘等。更一般地，任何存储器都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储器可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地，任何存储器可以表示计算机设备802的固定或可移除部件。在一种情况下，当处理器804执行被存储在任何存储器或存储器的组合中的相关联的指令时，计算机设备802可以执行相关联指令的任一操作。计算机设备802还包括用于与任何存储器交互的一个或多个驱动机构808，诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。
[0169]
计算机设备802还可以包括输入/输出模块810(i/o)，其用于接收各种输入(经由输入设备812)和用于提供各种输出(经由输出设备814)。一个具体输出机构可以包括呈现
设备816和相关联的图形用户接口818(gui)。在其他实施例中，还可以不包括输入/输出模块810(i/o)、输入设备812以及输出设备814，仅作为网络中的一台计算机设备。计算机设备802还可以包括一个或多个网络接口820，其用于经由一个或多个通信链路822与其他设备交换数据。一个或多个通信总线824将上文所描述的部件耦合在一起。
[0170]
通信链路822可以以任何方式实现，例如，通过局域网、广域网(例如，因特网)、点对点连接等、或其任何组合。通信链路822可以包括由任何协议或协议组合支配的硬连线链路、无线链路、路由器、网关功能、名称服务器等的任何组合。
[0171]
对应于图1-图6中的方法，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。
[0172]
本文实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行如图1至图6所示的方法。
[0173]
应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。
[0174]
还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0175]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。
[0176]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0177]
在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
[0178]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。
[0179]
另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0180]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0181]
本文中应用了具体实施例对本文的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本文的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本文的限制。