本發(fā)明屬于地熱資源評價，具體涉及一種地熱流體勢場插值方法和裝置、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)。
背景技術：
1、地熱流體勢分析是確定地熱資源匯水范圍、識別補給排泄區(qū)、評估資源潛力的關鍵技術。hubbert流體勢理論（hubbert,?1940）提供了計算流體勢的物理基礎，但在實際應用中，如何從有限的井點數(shù)據(jù)準確預測整個區(qū)域的流體勢場分布，仍面臨諸多技術挑戰(zhàn)。
2、當前主流的地熱流體勢場計算方法主要依賴傳統(tǒng)的空間插值技術（如kriging、徑向基函數(shù)插值、三次樣條插值等），這些方法在實際應用中存在顯著局限，具體表現(xiàn)為：
3、1）缺乏物理約束，可能產(chǎn)生非物理結(jié)果：傳統(tǒng)插值方法（如kriging、rbf插值）僅基于數(shù)據(jù)點的空間相關性進行插值，未考慮地熱系統(tǒng)的物理規(guī)律（如能量守恒、質(zhì)量守恒、達西定律等）。在數(shù)據(jù)稀疏區(qū)域，插值結(jié)果可能違反物理規(guī)律，例如產(chǎn)生不合理的溫度梯度、違反能量守恒的流動模式等，導致預測結(jié)果不可靠，影響后續(xù)的匯水范圍識別和資源評估。
4、2）無法量化預測不確定性：傳統(tǒng)插值方法通常只提供單一預測值，無法量化預測的不確定性。在地熱資源評價中，不確定性信息對于風險評估和決策支持至關重要。缺乏不確定性量化使得難以評估預測結(jié)果的可靠性，無法為工程決策提供置信區(qū)間。
5、3）小樣本場景下精度不足：地熱勘探初期，井點數(shù)據(jù)往往非常有限（通常少于20個），傳統(tǒng)插值方法在小樣本場景下容易產(chǎn)生過擬合或欠擬合，預測精度顯著下降。特別是在數(shù)據(jù)稀疏區(qū)域，插值結(jié)果高度不確定，難以滿足工程應用需求。
6、4）未考慮物理規(guī)律的空間相關性：傳統(tǒng)方法僅考慮數(shù)據(jù)點的空間距離相關性，未考慮物理規(guī)律（如溫度場、壓力場、勢場之間的耦合關系）對空間相關性的影響。在地熱系統(tǒng)中，物理規(guī)律約束下的空間相關性更符合實際，能夠提高預測精度。
技術實現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種地熱流體勢場插值方法和裝置、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)，通過將物理方程嵌入高斯過程，實現(xiàn)物理合理的流體勢場預測。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
3、一種地熱流體勢場插值方法，包括：
4、步驟1、獲取地熱井點的實測數(shù)據(jù)；其中，地熱井點的實測數(shù)據(jù)包括：井點坐標、流體勢場、溫度場和熱導率場；
5、步驟2、構(gòu)建物理約束高斯過程模型；
6、步驟3、根據(jù)地熱井點的實測數(shù)據(jù)和物理約束類型計算物理殘差；
7、步驟4、基于物理殘差構(gòu)建物理約束項；
8、步驟5、使用地熱井點的實測數(shù)據(jù)對包括物理約束項的物理約束高斯過程模型進行訓練；
9、步驟6、利用訓練后的物理約束高斯過程模型對目標區(qū)域的流體勢場進行預測，得到物理合理的流體勢場分布及不確定性量化結(jié)果。
10、作為優(yōu)選，步驟s2中，將物理方程嵌入高斯過程的協(xié)方差函數(shù)中，形成物理約束協(xié)方差函數(shù)。
11、作為優(yōu)選，所述物理約束類型包括：能量守恒約束、質(zhì)量守恒約束和達西定律約束。
12、本發(fā)明還提供一種地熱流體勢場插值裝置，包括：
13、第一處理模塊，用于獲取地熱井點的實測數(shù)據(jù)；其中，地熱井點的實測數(shù)據(jù)包括：井點坐標、流體勢場、溫度場和熱導率場；
14、第二處理模塊，用于構(gòu)建物理約束高斯過程模型；
15、第三處理模塊，用于根據(jù)地熱井點的實測數(shù)據(jù)和物理約束類型計算物理殘差；
16、第四處理模塊，用于基于物理殘差構(gòu)建物理約束項；
17、第五處理模塊，用于使用地熱井點的實測數(shù)據(jù)對包括物理約束項的物理約束高斯過程模型進行訓練；
18、第六處理模塊，用于利用訓練后的物理約束高斯過程模型對目標區(qū)域的流體勢場進行預測，得到物理合理的流體勢場分布及不確定性量化結(jié)果。
19、作為優(yōu)選，第二處理模塊將物理方程嵌入高斯過程的協(xié)方差函數(shù)中，形成物理約束協(xié)方差函數(shù)。
20、作為優(yōu)選，所述物理約束類型包括：能量守恒約束、質(zhì)量守恒約束和達西定律約束。
21、本發(fā)明還提供一種地熱流體勢場插值系統(tǒng)，包括：存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有由所述處理器運行的計算機程序，所述計算機程序在被所述處理器運行時執(zhí)行地熱流體勢場插值方法。
22、本發(fā)明還提供一種存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序在運行時執(zhí)行地熱流體勢場插值方法。
23、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：
24、1.保證物理合理性，避免非物理結(jié)果：通過將物理方程嵌入高斯過程的協(xié)方差函數(shù)，確保預測結(jié)果自動符合能量守恒、質(zhì)量守恒、達西定律等物理規(guī)律。在數(shù)據(jù)稀疏區(qū)域，物理約束發(fā)揮關鍵作用，避免產(chǎn)生不合理的預測結(jié)果。
25、2.提供不確定性量化，支持風險評估：物理約束高斯過程不僅提供預測均值，還提供預測方差（不確定性），為工程決策提供置信區(qū)間。這對于地熱資源評價中的風險評估至關重要。
26、3.適用于小樣本場景，提高預測精度：物理約束減少了模型對數(shù)據(jù)量的依賴，在小樣本場景下（如少于20個井點）仍能獲得可靠的預測結(jié)果，提高了模型的泛化能力。
27、4.量化融合不確定性，支持決策分析：自適應融合方法不僅提供融合結(jié)果，還量化融合后的不確定性，支持基于不確定性的決策分析。
28、5.實現(xiàn)流程自動化，降低經(jīng)驗依賴：模塊化設計實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)輸入到結(jié)果輸出的全流程自動化，降低了對操作人員經(jīng)驗的依賴，提高了結(jié)果的可重復性。
1.一種地熱流體勢場插值方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的地熱流體勢場插值方法，其特征在于，步驟4中的物理約束強度參數(shù)為自適應空間函數(shù)，并根據(jù)局部數(shù)據(jù)密度自動調(diào)整，使數(shù)據(jù)稀疏區(qū)域的增大、數(shù)據(jù)密集區(qū)域的減小。
3.如權(quán)利要求2所述的地熱流體勢場插值方法，其特征在于，所述物理約束類型包括：能量守恒約束、質(zhì)量守恒約束和達西定律約束；當缺乏實測流速數(shù)據(jù)時，采用梯度合理性約束替代達西定律約束。
4.如權(quán)利要求1所述的地熱流體勢場插值方法，其特征在于，步驟5中包括對高斯過程模型的超參數(shù)進行優(yōu)化，所述超參數(shù)至少包括信號方差、長度尺度、噪聲方差以及物理約束強度參數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的地熱流體勢場插值方法，其特征在于，步驟5中采用迭代優(yōu)化策略，通過預測-殘差計算-約束更新的循環(huán)迭代，逐步提高預測精度直至收斂。
6.一種地熱流體勢場插值裝置，其特征在于，包括：
7.如權(quán)利要求6所述的地熱流體勢場插值裝置，其特征在于，第二處理模塊將物理方程嵌入高斯過程的協(xié)方差函數(shù)中，形成物理約束協(xié)方差函數(shù)；物理約束協(xié)方差函數(shù)采用調(diào)制因子形式，確保滿足正定核條件。
8.如權(quán)利要求5所述的地熱流體勢場插值裝置，其特征在于，所述物理約束類型包括：能量守恒約束、質(zhì)量守恒約束和達西定律約束。
9.一種地熱流體勢場插值系統(tǒng)，其特征在于，包括：存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有由所述處理器運行的計算機程序，所述計算機程序在被所述處理器運行時執(zhí)行如權(quán)利要求1-3中的任一項所述的地熱流體勢場插值方法。
10.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序在運行時執(zhí)行如權(quán)利要求1-3中的任一項所述的地熱流體勢場插值方法。