本发明公开了一种水平井分段压裂技术施工方案优化设计方法及系统，方法包括如下过程：将需要进行优化设计的目标储层不同施工方案的储层基本参数分别作为已预训练好的储层水平井分段压裂产量预测模型的输入层数据，得到目标储层压裂之后不同施工方案的单井预设时间内的累积产气量；将所述累积产气量作为储层压裂经济效益计算模型的输入，得到不同施工方案下的经济效益；筛选出单井预设时间内累计产量最高、压裂施工成本最低以及压裂经济效益最高的施工方案；在施工时，各施工方案对应的裂缝参数分别作各施工方案的施工参数，实现水平井分段压裂技术施工方案优化设计。利用本发明方案可指导现场压裂施工可以保障非常规储层的经济高效开发。