相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求2014年11月14提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)62/079967的權(quán)益，并且所述申請(qǐng)全文以引用的方式并入本文。

背景技術(shù)：

測井電纜和其它井下成像工具可以用于構(gòu)建鉆孔的子圖像。例如，電纜測井工具通常可以在相對(duì)于電纜測井工具中心的不同的位置和方位取向上部署多個(gè)襯墊。這些襯墊可以包括能夠沿著鉆孔與每個(gè)襯墊相鄰的切片來對(duì)各種地層性質(zhì)(其包括電阻率)進(jìn)行采樣的傳感器。然后，可通過將這些切片添加到一起并將它們對(duì)準(zhǔn)來創(chuàng)建整個(gè)鉆孔的完整圖像，但是這通常會(huì)相當(dāng)困難。

例如，各種子圖像中的測量可繪制為在鉆孔中的測量深度的函數(shù)。然而，有時(shí)，可能無法準(zhǔn)確得知這些測量的準(zhǔn)確深度、以及其它量值。因此，當(dāng)以并排的方式查看子圖像時(shí)，單獨(dú)的子圖像中顯示的特征可能看起來是未對(duì)準(zhǔn)的。

因此，常常采用解釋工程人員通過移動(dòng)、壓縮和/或拉伸子圖像的不同部分來手動(dòng)地將子圖像拼合在一起，以使子圖像中的特征對(duì)準(zhǔn)并且獲得完整、對(duì)準(zhǔn)鉆孔圖像。像這樣的手動(dòng)的后處理可能既耗時(shí)又昂貴。例如，對(duì)于一千英尺鉆孔，解釋工程人員可能需要12個(gè)小時(shí)或更長的時(shí)間才能創(chuàng)建完整、對(duì)準(zhǔn)鉆孔圖像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了圖像特征對(duì)準(zhǔn)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，一種方法包括：獲得對(duì)應(yīng)于鉆孔的第一區(qū)段的第一子圖像；獲得對(duì)應(yīng)于所述鉆孔的第二區(qū)段的第二子圖像，其中所述鉆孔的所述第一區(qū)段鄰近于所述鉆孔的所述第二區(qū)段；使用處理系統(tǒng)，通過對(duì)在所述第一子圖像與所述第二子圖像之間丟失信息的一個(gè)或多個(gè)間隙中的信息進(jìn)行估計(jì)來創(chuàng)建全局模板；使用所述處理系統(tǒng)來對(duì)所述第一子圖像中各種深度處的一個(gè)或多個(gè)參考特征點(diǎn)進(jìn)行定位；使用所述處理系統(tǒng)，使用局部特征匹配針對(duì)所述第一子圖像中的所述一個(gè)或多個(gè)參考特征點(diǎn)中的每者來對(duì)所述第二子圖像中的相關(guān)候選特征點(diǎn)集合進(jìn)行定位；使用所述處理系統(tǒng)，使用全局解修剪來使所述第一子圖像中的所述一個(gè)或多個(gè)參考特征點(diǎn)中的每者與選自所述第二子圖像中的所述相關(guān)候選特征點(diǎn)集合的相應(yīng)匹配候選特征點(diǎn)匹配；以及基于所述匹配，使用所述處理系統(tǒng)來將所述第一子圖像與所述第二子圖像對(duì)準(zhǔn)以創(chuàng)建所述鉆孔的圖像。

根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)方式，一種方法包括：使用處理系統(tǒng)來識(shí)別與鉆孔的第一區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第一子圖像中的第一參考特征點(diǎn)和第二參考特征點(diǎn)，其中所述第一參考特征點(diǎn)和所述第二參考特征點(diǎn)與所述第一子圖像中的相應(yīng)高對(duì)比度區(qū)域相關(guān)聯(lián)；使用所述處理系統(tǒng)，對(duì)與所述鉆孔的第二區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第二子圖像中的第一候選特征點(diǎn)集合和第二候選特征點(diǎn)集合進(jìn)行定位，所述鉆孔的所述第二區(qū)段鄰近于所述鉆孔的所述第一區(qū)段，其中所述第一候選特征點(diǎn)集合與所述第一參考特征點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并且所述第二候選特征點(diǎn)集合與所述第二參考特征點(diǎn)相關(guān)聯(lián)；使用所述處理系統(tǒng)，從所述第一候選特征點(diǎn)集合選擇第一匹配候選特征點(diǎn)并且從所述第二候選特征點(diǎn)集合選擇第二匹配候選特征點(diǎn)；以及基于所述所選擇的第一匹配候選特征點(diǎn)和所述所選擇的第二匹配候選特征點(diǎn)，使用所述處理系統(tǒng)來將所述第一子圖像與所述第二子圖像對(duì)準(zhǔn)以創(chuàng)建所述鉆孔的圖像。

根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)方式，一種方法包括：

使用處理系統(tǒng)來訪問與鉆孔的第一區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第一子圖像中的參考特征點(diǎn)，其中所述參考特征點(diǎn)與所述第一子圖像中的高對(duì)比度區(qū)域相關(guān)聯(lián)；使用所述處理系統(tǒng)來識(shí)別與所述鉆孔的第二區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第二子圖像中的兩個(gè)或更多個(gè)候選特征點(diǎn)，所述鉆孔的所述第二區(qū)段鄰近于所述鉆孔的所述第一區(qū)段，其中所述兩個(gè)或更多個(gè)候選特征點(diǎn)中的每者可能與所述高對(duì)比度區(qū)域相關(guān)聯(lián)；使用所述處理系統(tǒng)，使用全局解修剪對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)候選特征點(diǎn)進(jìn)行修剪以獲得所述第二子圖像中的匹配候選特征點(diǎn)；以及基于所述已獲得的匹配候選特征點(diǎn)，使用所述處理系統(tǒng)來將所述第一子圖像與所述第二子圖像對(duì)準(zhǔn)以創(chuàng)建所述鉆孔的圖像。

根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)方式，一種計(jì)算機(jī)可讀有形介質(zhì)包括指引處理器訪問與鉆孔的第一區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第一子圖像和與鉆孔的第二相鄰區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第二子圖像的指令。還存在有指引所述處理器通過估計(jì)在第一子圖像與第二子圖像之間的間隙中丟失的信息來創(chuàng)建全局模板。存在指引所述處理器使用局部特征匹配對(duì)所述第一子圖像中各種深度處的若干參考特征點(diǎn)進(jìn)行定位和對(duì)所述第二子圖像中的相關(guān)候選特征點(diǎn)集合進(jìn)行定位的另外指令。存在指引所述處理器使用全局解修剪來使所述第一子圖像中的每個(gè)參考特征點(diǎn)與選自所述第二子圖像中的所述相關(guān)候選特征點(diǎn)集合的相應(yīng)匹配候選特征點(diǎn)匹配的額外指令。

在另一可能實(shí)現(xiàn)方式中，一種計(jì)算機(jī)可讀有形介質(zhì)包括指引處理器識(shí)別對(duì)應(yīng)于與鉆孔的第一區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第一子圖像中的高對(duì)比度區(qū)域的第一參考特征點(diǎn)和第二參考特征點(diǎn)。還存在有指引所述處理器對(duì)與所述鉆孔的第二區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第二子圖像中的第一候選特征點(diǎn)集合和第二候選特征點(diǎn)集合進(jìn)行定位的指令，所述鉆孔的所述第二區(qū)段鄰近于所述鉆孔的所述第一區(qū)段。第一候選特征點(diǎn)集合與所述第一參考特征點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并且所述第二候選特征點(diǎn)集合與所述第二參考特征點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。存在指引所述處理器從所述第一候選特征點(diǎn)集合選擇第一匹配候選特征點(diǎn)并且從所述第二候選特征點(diǎn)集合選擇第二匹配候選特征點(diǎn)的額外指令。

在另一可能實(shí)現(xiàn)方式中，一種計(jì)算機(jī)可讀有形介質(zhì)包括指引處理器訪問與第一子圖像中的高對(duì)比度區(qū)域相關(guān)聯(lián)的參考特征點(diǎn)的指令，所述第一子圖像與鉆孔的第一區(qū)段相關(guān)聯(lián)。還存在有指引所述處理器識(shí)別第二子圖像中的若干候選特征點(diǎn)的指令，所述第二子圖像與所述鉆孔的第二區(qū)段相關(guān)聯(lián)，所述鉆孔的所述第二區(qū)段鄰近于所述鉆孔的所述第一區(qū)段，其中所述候選特征點(diǎn)中的每者被認(rèn)為是可能與所述高對(duì)比度區(qū)域相關(guān)聯(lián)。存在有指引所述處理器使用全局解修剪對(duì)所述候選特征點(diǎn)進(jìn)行修剪以獲得所述第二子圖像中的匹配候選特征點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容并不意圖標(biāo)識(shí)要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，也不意圖用來幫助確定要求保護(hù)的主題的范圍。

附圖說明

參考以下結(jié)合附圖而進(jìn)行的描述，可容易地理解所述實(shí)現(xiàn)方式的特征和優(yōu)點(diǎn)。

圖1示出了其中可采用圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)施方案的示例井場；

圖2a和圖2b示出了可根據(jù)各種圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式使用的示例計(jì)算裝置；

圖3示出了根據(jù)圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式的被配置為收集鉆孔信息的示例井下工具；

圖4示出了根據(jù)圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式的鉆孔的多個(gè)子圖像；

圖5示出了根據(jù)圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式的鉆孔的兩個(gè)相鄰的子圖像的對(duì)準(zhǔn)；

圖6示出了根據(jù)圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式的在使用子圖像中的局部信息來識(shí)別期望偏移方面的可能挑戰(zhàn)；

圖7示出了沿著統(tǒng)一鉆孔圖像的邊而繪制的示例質(zhì)量控制度量；

圖8示出了與圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)施方案相關(guān)聯(lián)的示例方法；

圖9示出了與圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)施方案相關(guān)聯(lián)的示例方法；以及

圖10示出了與圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)施方案相關(guān)聯(lián)的示例方法。

具體實(shí)施方式

在以下描述中，闡述許多細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本公開的實(shí)施方案的理解。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解，可以在無這些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐系統(tǒng)和/或方法，并且從所描述的實(shí)施方案的許多變化或修改是可能的。

另外，本文中討論的一些實(shí)例涉及與油田服務(wù)產(chǎn)業(yè)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)。然而，將會(huì)理解，圖像特征對(duì)準(zhǔn)技術(shù)還可用于除油田服務(wù)行業(yè)之外的各種各樣其它行業(yè)，包括例如采礦、地質(zhì)勘探等等。

如本文中所述，可以使用與圖像特征對(duì)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)的各種技術(shù)和技藝來自動(dòng)地進(jìn)行將兩個(gè)或更多個(gè)鉆孔子圖像拼合在一起并將它們對(duì)準(zhǔn)成統(tǒng)一鉆孔圖像的過程。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，此類技術(shù)可作用于從具有垂直定向和/或水平定向兩者的鉆孔獲取的鉆孔子圖像。

示例井場

圖1示出了其中可采用圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)施方案的井場100。井場100可以在岸上或海上。在這個(gè)示例系統(tǒng)中，通過以眾所周知的方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆井，在地下地層142中形成鉆孔102。也可以與正進(jìn)行定向鉆井的井場相關(guān)聯(lián)地采用圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)施方案。

鉆柱104可以懸置在鉆孔102內(nèi)，并且具有井底組件106，井底組件在其下端包括鉆頭108。地面系統(tǒng)可以包括定位在鉆孔102上方的平臺(tái)和井架組件110。組件110可以包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)112、方鉆桿114、鉤子116和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)節(jié)118。鉆柱104可由旋轉(zhuǎn)臺(tái)112(其由未示出致動(dòng)器激勵(lì))旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)在鉆柱104的上端處接合方鉆桿114。鉆柱104可以懸置在鉤子116(其附接到行進(jìn)區(qū)塊(也未示出))上，通過方鉆桿114和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)節(jié)118就允許鉆柱104相對(duì)于鉤子116而旋轉(zhuǎn)。眾所周知，也可使用頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

在此實(shí)施方案的實(shí)例中，地面系統(tǒng)還可包括儲(chǔ)存在井場100處形成的坑池122中的鉆井流體或泥漿120。泵124可以經(jīng)由轉(zhuǎn)節(jié)118中的端口將鉆井流體120輸送到鉆柱104的內(nèi)部，從而導(dǎo)致鉆井流體120向下流動(dòng)穿過鉆柱104，如定向箭頭126指示的。鉆井流體120可以經(jīng)由鉆頭108中的端口離開鉆柱104，并且向上循環(huán)穿過鉆柱104的外側(cè)與鉆孔102的壁部之間的環(huán)形區(qū)域，如定向箭頭128指示的。以這種眾所周知的方式，當(dāng)鉆井流體120返回坑池122來進(jìn)行再循環(huán)時(shí)，鉆井流體120可以潤滑鉆頭108并且將地層切屑攜帶到地面。

所示實(shí)施方案的井底組件106可以包括鉆頭108，以及各種設(shè)備130，包括隨鉆測井(lwd)模塊132、隨鉆測量(mwd)模塊134、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向式系統(tǒng)和電機(jī)、各種其它工具等等。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，lwd模塊132可以容納在特殊類型鉆環(huán)中，正如本領(lǐng)域已知的，并且可以包括多種已知類型測井工具中的一種或多種(例如，核磁共振(nmr系統(tǒng))、定向電阻率系統(tǒng)和/或聲波測井系統(tǒng)等等)。還將理解，可以采用多于一個(gè)lwd和/或mwd模塊(例如，如在位置136處表示的)。(在全文中提到在位置132處的模塊同樣還可表示位置136處的模塊)。lwd模塊132可以包括用于測量、處理和存儲(chǔ)信息以及用于與地面設(shè)備通信的能力。

mwd模塊134也可容納在特殊類型鉆環(huán)中，正如本領(lǐng)域已知的，并且包括用于測量井環(huán)境的特性(諸如鉆柱和鉆頭的特性)的一個(gè)或多個(gè)裝置。mwd模塊134還可包括用于向井下系統(tǒng)產(chǎn)生電力的設(shè)備(未示出)。這會(huì)包括由鉆井流體120的流驅(qū)動(dòng)的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)當(dāng)理解，可以采用其它電源和/或電池系統(tǒng)。mwd模塊134可以包括本領(lǐng)域已知的各種測量裝置中的一種或多種，包括例如鉆壓測量裝置、扭矩測量裝置、振動(dòng)測量裝置、沖擊測量裝置、粘滑測量裝置、方向測量裝置和傾斜測量裝置。

可以使用各種的系統(tǒng)和方法將信息(數(shù)據(jù)和/或命令)從設(shè)備130傳輸?shù)骄畧?00的地面138。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可由一個(gè)或多個(gè)傳感器140接收信息。傳感器140可以位于各種位置，并且可以從本領(lǐng)域已知的任何感測和/或檢測技術(shù)中選擇，所述感測和/或檢測技術(shù)包括能夠測量各種類型輻射、電場或磁場的那些，包括電極(諸如樁)、磁力計(jì)、線圈等等。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，來自設(shè)備130的信息(包括lwd數(shù)據(jù)和/或mwd數(shù)據(jù))可以用于各種目的，包括使得鉆頭108和與之相關(guān)的任何工具轉(zhuǎn)向、表征在鉆孔102周圍的地層142、表征在鉆孔102內(nèi)的流體等等。例如，可使用來自設(shè)備130的信息來創(chuàng)建鉆孔102的各種部分的一個(gè)或多個(gè)子圖像。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以存在測井和控制系統(tǒng)144。測井和控制系統(tǒng)144可以從各種來源(包括設(shè)備130)處接收各種信息并且對(duì)其進(jìn)行處理。測井和控制系統(tǒng)144還會(huì)控制各種設(shè)備，諸如設(shè)備130和鉆頭108。

測井和控制系統(tǒng)144還可以與各種各樣油田應(yīng)用一起使用，包括隨鉆測井、人工提升、隨鉆測量、測井電纜等等。此外，測井和控制系統(tǒng)144可以位于地面138上，地面138下、接近鉆孔102、遠(yuǎn)離鉆孔102或其任何組合。

例如，在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)方式中，由設(shè)備130和/或傳感器140接收的信息可由位于一個(gè)或多個(gè)位置處(包括本領(lǐng)域已知的任何配置，諸如在接近和/或遠(yuǎn)離井場100的一個(gè)或多個(gè)手持裝置中、在位于遠(yuǎn)程命令中心的計(jì)算機(jī)處等等)的測井和控制系統(tǒng)144處理。在一個(gè)方面中，測井和控制系統(tǒng)144可以用于根據(jù)從例如設(shè)備130和/或從各種其它工具(包括電纜測井工具)接收的信息創(chuàng)建鉆孔102的子圖像。在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)方式中，測井和控制系統(tǒng)144還可執(zhí)行如本文中所述的圖像特征對(duì)準(zhǔn)的各種方面，以便從鉆孔102的子圖像來創(chuàng)建統(tǒng)一鉆孔圖像。

示例計(jì)算裝置

圖2a和圖2b示出了示例裝置200，其中處理器202和存儲(chǔ)器204用于托管圖像特征對(duì)準(zhǔn)模塊206，圖像特征對(duì)準(zhǔn)模塊被配置為實(shí)現(xiàn)如本公開中討論的圖像特征對(duì)準(zhǔn)的各種實(shí)施方案。存儲(chǔ)器204還可托管一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫，并且可以包括一種或多種形式的易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram))和/或一種或多種形式的非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如只讀存儲(chǔ)器(rom)、閃存存儲(chǔ)器等等)。

裝置200是計(jì)算裝置或可編程裝置的一個(gè)實(shí)例，并且并不旨在提出對(duì)裝置200和/或其可能的架構(gòu)的使用范圍或功能范圍的任何限制。例如，裝置200可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置、可編程邏輯控制器(plc)等等。

另外，裝置200不應(yīng)被解釋為具有與裝置200中示出的部件中的一個(gè)或其組合相關(guān)的任何依賴關(guān)系。例如，裝置200可以包括計(jì)算機(jī)(諸如膝上型計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等等)中的一個(gè)或多個(gè)，或其任何組合或累加。

裝置200還可包括總線208，總線被配置為允許各種部件和裝置(諸如處理器202、存儲(chǔ)器204和本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置210，以及其它部件)彼此通信。

總線208可以包括若干類型總線結(jié)構(gòu)中的任何類型總線結(jié)構(gòu)的一種或多種，包括存儲(chǔ)器總線或存儲(chǔ)器控制器、外圍總線、加速圖形端口，以及使用各種總線架構(gòu)中任一者的處理器或本地總線。總線208還可包括有線和/或無線總線。

本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置210可以包括固定介質(zhì)(例如，ram、rom、固定硬盤驅(qū)動(dòng)器等等)以及可移動(dòng)介質(zhì)(例如，閃存存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)器、可移動(dòng)硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤、磁盤等等)。

一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(i/o)裝置212還可經(jīng)由用戶界面(ui)控制器214通信，ui控制器可直接或通過總線208來與i/o裝置212連接。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，網(wǎng)絡(luò)接口216可以經(jīng)由已連接的網(wǎng)絡(luò)在裝置200外通信，并且在一些實(shí)現(xiàn)方式中可以與硬件(諸如設(shè)備130、一個(gè)或多個(gè)傳感器140等等)通信。

在一些實(shí)施方案中，例如，設(shè)備130可以經(jīng)由總線208(諸如經(jīng)由usb端口)作為輸入/輸出裝置212來與裝置200進(jìn)行通信。

介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器/接口218可以接受可移動(dòng)有形介質(zhì)220，諸如閃存驅(qū)動(dòng)器、光盤、可移動(dòng)硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟件產(chǎn)品等等。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，包括圖像特征對(duì)準(zhǔn)模塊206的要素的邏輯、計(jì)算指令和/或軟件程序可駐留在可由介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器/接口218讀取的可移動(dòng)介質(zhì)220上。

在一些實(shí)施方案中，輸入/輸出裝置212可以允許用戶向裝置200輸入命令和信息，并且還會(huì)允許將信息呈現(xiàn)給用戶和/或其它部件或裝置。輸入裝置212實(shí)例包括例如傳感器、鍵盤、光標(biāo)控制裝置(例如，鼠標(biāo))、麥克風(fēng)、掃描儀，以及本領(lǐng)域已知的任何其它輸入裝置。輸出裝置實(shí)例包括顯示裝置(例如，監(jiān)視器或投影儀)、揚(yáng)聲器、打印機(jī)、網(wǎng)卡等等。

可以在本文中在軟件或程序模塊的一般的上下文中描述圖像特征對(duì)準(zhǔn)模塊206的各種過程，或者可以在純計(jì)算式硬件中實(shí)現(xiàn)技術(shù)和模塊。軟件通常包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、部件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。這些模塊和技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式可以存儲(chǔ)在一些形式的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，或者跨一些形式的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)而傳輸。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是有形并且可由計(jì)算裝置訪問的任一個(gè)或多個(gè)可用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。因此，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)?！坝?jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)”指示有形介質(zhì)，并且包括為信息(諸如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù))的存儲(chǔ)而實(shí)現(xiàn)的易失性和非易失性、可移動(dòng)和不可移動(dòng)有形介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于ram、rom、eeprom、閃存存儲(chǔ)器或其它存儲(chǔ)器技術(shù)、cd-rom、數(shù)字通用光盤(dvd)或其它光學(xué)存儲(chǔ)裝置、盒式磁帶、磁帶、磁盤存儲(chǔ)裝置或其它磁性存儲(chǔ)設(shè)備，或者可用于存儲(chǔ)所需信息并且可由計(jì)算機(jī)訪問的任何其它介質(zhì)。

在一些實(shí)施方式中，可以在井場100處采用一個(gè)裝置200或多個(gè)裝置。這可包括例如在各種設(shè)備130中、在測井和控制系統(tǒng)144中等等。

示例系統(tǒng)和/或技術(shù)

圖3示出了根據(jù)圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式的被配置為收集用于創(chuàng)建鉆孔102的子圖像的信息的示例井下工具300。將會(huì)理解，工具300可以包括能夠測量鉆孔102中的物理性質(zhì)(例如諸如地震性質(zhì)、電阻率、γ射線、核磁共振、超聲圖像、光譜等等)的任何其它工具。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，工具300可以包括設(shè)備130中任一者。在這方面，還應(yīng)理解，工具300的特征可以被實(shí)現(xiàn)為任何合適井下工具，包括除鉆柱(例如，諸如圖1中示出的那者)之外的電纜測井工具。

工具300可以包括一個(gè)或多個(gè)襯墊302，其中每個(gè)襯墊302包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，一個(gè)或多個(gè)傳感器被配置為測量鉆孔102中的物理性質(zhì)。如圖3所示，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，工具300可以具有圍繞其圓周的多個(gè)襯墊302。此外，工具300可以沿其長度具有多個(gè)襯墊302集合。例如，第一襯墊302集合可以位于工具300上的第一位置304處，并且第二襯墊302集合可以位于工具300上的第二位置306處。根據(jù)期望，許多襯墊302都可以位于工具300上。另外，襯墊302可以根據(jù)期望放置在工具300上的許多位置(包括例如三個(gè)位置)中。

工具300上的第一位置304處的襯墊302(2)可與第二位置306處的襯墊302(4)遠(yuǎn)離距離308。另外，在一個(gè)可能方面中，第一位置304和第二位置306可以安置在工具300的中心310的相對(duì)兩側(cè)上。

與鉆孔102相關(guān)聯(lián)的信息可以使用工具300以任何期望方式來收集。例如，在一些實(shí)施方案中，與鉆孔102相關(guān)聯(lián)的信息可以在對(duì)井筒102進(jìn)行鉆井的同時(shí)使用工具300獲得。

另外或替代地，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以在鉆井后通過使用工具(諸如電纜測井工具)獲得與鉆孔102相關(guān)聯(lián)的信息。例如，工具300可以使用例如線纜來下降到鉆孔102中的期望位置(包括鉆孔102的底部)和拉動(dòng)到地面。當(dāng)工具300從地面下降到鉆孔102中和/或返回到地面時(shí)，可由襯墊302進(jìn)行對(duì)鉆孔102的測量。在一個(gè)可能方面中，可通過工具300來數(shù)次進(jìn)出鉆孔102，以便收集與鉆孔102相關(guān)聯(lián)的信息。

在收集關(guān)于鉆孔102的信息時(shí)，襯墊302可以任何期望方式移動(dòng)通過鉆孔102，包括圍繞由鉆孔102限定的軸線旋轉(zhuǎn)和/或沿著鉆孔102的長度滑動(dòng)。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中(諸如，例如在鉆井過程中)，工具300上的一個(gè)或多個(gè)襯墊302在它們收集關(guān)于鉆孔102的信息時(shí)，可以在鉆孔102內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在另一可能實(shí)現(xiàn)方式中(諸如，例如在電纜測井操作期間)，襯墊302可能不在旋轉(zhuǎn)，從而在它們沿著鉆孔102的長度移動(dòng)時(shí)，在鉆孔102的給定方位范圍內(nèi)收集信息。

圖4示出了根據(jù)圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式的鉆孔102的多個(gè)子圖像400。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以使用由與工具300相關(guān)聯(lián)的襯墊302收集的信息來至少部分地創(chuàng)建子圖像400。

子圖像400在圖4中被示出為鉆孔102的沿著鉆孔102的深度402的區(qū)段的表示。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，鉆孔102的這些區(qū)段可以包括鉆孔102的方位范圍?？衫鐝氖褂貌恍D(zhuǎn)的工具(諸如電纜測井工具300)上的一個(gè)或多個(gè)襯墊302收集的信息創(chuàng)建子圖像400。替代或另外地，可以從使用旋轉(zhuǎn)工具300(諸如設(shè)備130)上的一個(gè)或多個(gè)襯墊302收集的信息創(chuàng)建子圖像400。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可通過將鉆孔102的相鄰區(qū)段的子圖像400放置在彼此附近以創(chuàng)建鉆孔102的整體或部分的粗略全景視圖來創(chuàng)建原始子圖像集合404。在一些實(shí)施方案中，原始子圖像集合404中的各種子圖像400可能沒有對(duì)準(zhǔn)，使得一個(gè)單獨(dú)子圖像400中的特征在相鄰的子圖像400中的相同深度402處無法排齊。子圖像400像這樣的未對(duì)準(zhǔn)可能是由許多因素造成，這些因素包括例如工具300的動(dòng)態(tài)，諸如工具300上的位置304、306處的襯墊302的差異放置、工具300的在其在襯墊302進(jìn)行測量的同時(shí)移動(dòng)通過鉆孔102時(shí)的加速度等等。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，工具300上的一個(gè)或多個(gè)襯墊302的真實(shí)深度可能是未知的。在一個(gè)可能方面中，襯墊302在鉆孔102中的深度可至少部分地基于用于將工具300下降到鉆孔102中的線纜的長度來估計(jì)。然而，在一些情況下，線纜可以拉伸。

此外，來自襯墊302的測量可能被鉆孔102內(nèi)和其周圍的各種形式噪聲(包括例如來自鉆孔102中的各種設(shè)備130的噪聲)破壞。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)工具300的動(dòng)態(tài)在其被拉到地面時(shí)會(huì)不恒定。例如，工具300的測量到的速度可不同于工具300的實(shí)際速度。在這種情況下，對(duì)地層142的采樣可能不以與在在地面測量的相同的速率發(fā)生。因此，相較地層142中的實(shí)際特征來說，子圖像400中的顯示出的特征可看起來是拉伸/壓縮的。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，以上因素的任何組合都會(huì)導(dǎo)致原始子圖像集合404中的子圖像400的未對(duì)準(zhǔn)。

在一些實(shí)施方案中，可期望修復(fù)原始子圖像集合402中的子圖像400的未對(duì)準(zhǔn)以獲得統(tǒng)一鉆孔圖像406，在統(tǒng)一鉆孔圖像中，跨各種子圖像400的特征是對(duì)準(zhǔn)的。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，這可通過使用本文中描述的圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式使一個(gè)子圖像400的各種部分相對(duì)于相鄰的子圖像400而偏移(即，移動(dòng)、壓縮和/或拉伸)來實(shí)現(xiàn)。

一旦創(chuàng)建，就可使用統(tǒng)一鉆孔圖像406估計(jì)地層142，并且識(shí)別地層142中的感興趣點(diǎn)，包括結(jié)構(gòu)傾斜、斷層、斷裂等等。統(tǒng)一鉆孔圖像406也可用于其它應(yīng)用，諸如，例如對(duì)薄層狀的地層的凈產(chǎn)量的估計(jì)、對(duì)鉆孔102的穩(wěn)定性的分析等等。

可根據(jù)期望從許多子圖像400構(gòu)造統(tǒng)一鉆孔圖像406。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以從兩個(gè)相鄰的子圖像400來創(chuàng)建統(tǒng)一鉆孔圖像406。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以從足夠的子圖像400來創(chuàng)建統(tǒng)一鉆孔圖像406以映射出鉆孔102的整個(gè)圓周。

圖5示出了根據(jù)圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式的鉆孔102的兩個(gè)相鄰的子圖像400(20)、400(22)的對(duì)準(zhǔn)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以使用自動(dòng)化算法通過將子圖像400(20)、400(22)共同的一個(gè)或多個(gè)特征(諸如邊緣、傾斜、斷裂等等)對(duì)準(zhǔn)來將相鄰的子圖像400對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)可能方面中，算法可作用于具有任何可能定向(垂直、水平等等)的鉆孔102的子圖像400，并且算法可以分成各種階段。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該算法的第一階段可以被定義為局部對(duì)準(zhǔn)，在局部對(duì)準(zhǔn)中，選擇子圖像400(22)中的參考特征點(diǎn)500，并且使用局部特征匹配搜索相鄰的子圖像400(20)中的相應(yīng)匹配候選特征點(diǎn)500(2)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，參考特征點(diǎn)500和相應(yīng)匹配候選特征點(diǎn)500(2)與這兩個(gè)子圖像400(20)、400(22)共同的特征的一部分相關(guān)聯(lián)。

可以使用本領(lǐng)域已知的任何方法(包括例如基于梯度的方法、使用匹配標(biāo)準(zhǔn)等等)在子圖像400(22)中搜索參考特征點(diǎn)500。

可以使用本領(lǐng)域已知的任何方法(包括例如基于梯度的方法、使用匹配標(biāo)準(zhǔn)等等)在子圖像400(20)中搜索相應(yīng)匹配候選特征點(diǎn)500(2)。然而，由于子圖像400(20)、400(22)可以包括多個(gè)特征，因此可能的是，多個(gè)候選特征點(diǎn)會(huì)位于子圖像400(20)中，從而表示與子圖像400(22)中的參考特征點(diǎn)500的可能匹配。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，每個(gè)候選特征點(diǎn)可以具有相關(guān)偏移以使其與子圖像400(22)中的參考特征點(diǎn)500對(duì)準(zhǔn)。偏移可以包括移動(dòng)、壓縮和/或拉伸子圖像400(20)的一個(gè)或多個(gè)部分以將子圖像400(20)中的候選特征點(diǎn)與子圖像400(22)中的參考特征點(diǎn)500對(duì)準(zhǔn)。

在一個(gè)可能方面中，在該算法的第二階段中，可修剪多個(gè)候選特征點(diǎn)(使用例如全局解修剪)來隔離匹配候選特征點(diǎn)500(2)。在一些實(shí)施方案中，匹配候選特征點(diǎn)500(2)可基于與其相關(guān)聯(lián)的期望偏移來隔離，這個(gè)期望偏移可以用于使子圖像400(20)中的匹配候選特征點(diǎn)500(2)與子圖像400(22)中的參考特征點(diǎn)500對(duì)準(zhǔn)。

可使用本領(lǐng)域已知的任何技術(shù)(包括例如基于工具300的已知和/或所估計(jì)的動(dòng)態(tài)使用正則化函數(shù))來計(jì)算與候選特征點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的偏移。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，為了識(shí)別期望偏移，在考慮到工具300的動(dòng)態(tài)(諸如加速度、襯墊302的位置等等)的情況下，在全局優(yōu)化框架中可用公式表示多個(gè)候選特征點(diǎn)。

此外，在該算法的第一階段中，可以在子圖像400(22)中隔離多于一個(gè)參考特征點(diǎn)500。在這種情況下，使子圖像400(20)中的各種多個(gè)候選特征點(diǎn)與它們?cè)谧訄D像400(22)中的相應(yīng)參考特征點(diǎn)500對(duì)準(zhǔn)的潛在偏移在全局優(yōu)化框架中可用公式表示。從與每個(gè)候選特征點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的可能偏移的這個(gè)論域，可選擇匹配候選特征點(diǎn)500(2)而造成子圖像400(20)平滑更改，從而使子圖像400(20)與子圖像400(22)對(duì)準(zhǔn)。

例如，匹配候選特征點(diǎn)可基于它們與給定參考特征點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的概率來選擇。

替代或另外地，第一階段和第二階段可以針對(duì)在子圖像400(22)中各個(gè)深度402處的參考特征點(diǎn)500根據(jù)期望重復(fù)多次。以這樣的方式，可以定位與多個(gè)匹配候選特征點(diǎn)500(2)對(duì)應(yīng)的多個(gè)偏移以使子圖像400(20)的多個(gè)部分與子圖像400(22)對(duì)準(zhǔn)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，襯墊302可以此類數(shù)量和/或定向而位于工具300上，使得它們不會(huì)全360度地覆蓋鉆孔102。例如，襯墊302可以在它們對(duì)鉆孔102的方位覆蓋范圍內(nèi)具有間隙502。在這種情況下，在該算法的第一階段中的局部圖像對(duì)準(zhǔn)(又稱局部特征匹配)可能是具有挑戰(zhàn)的。一種可能解決方案可以是使用本領(lǐng)域已知的任何方法(包括例如修復(fù)算法)來估計(jì)間隙502中丟失的數(shù)據(jù)。例如，在一些實(shí)施方案中，可使用一個(gè)或多個(gè)子圖像400中的最靠近間隙502的信息來估計(jì)間隙502中的丟失信息。在一些實(shí)施方案中，可使用單個(gè)子圖像400中的靠近于間隙502的信息來估計(jì)間隙502中的丟失信息。

一旦填充間隙502，就可創(chuàng)建包括實(shí)際像素信息和估計(jì)像素信息的全局模板，使得可以進(jìn)行各種搜索，包括例如搜索參考特征點(diǎn)500，候選特征點(diǎn)等等。

示例自動(dòng)化算法

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，工具300可以具有位于鉆孔102中不同深度402處的兩個(gè)襯墊302(2)、302(4)，其中工具300上的襯墊302(2)、302(4)之間的物理距離308是已知的。襯墊302(2)可以稱為上部襯墊并且可以位于第一位置304處，并且襯墊302(4)可以稱為下部襯墊并且可以位于第二位置306處。在一個(gè)可能方面中，術(shù)語上部襯墊和下部襯墊可相對(duì)于工具300的中心310從相應(yīng)襯墊302的深度推導(dǎo)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第二子圖像400(20)(又稱il(x,y))可以與下部襯墊302(4)相關(guān)聯(lián)，并且第一子圖像400(22)(又稱iu(x,y))可以與上部襯墊302(2)相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)可能方面中，子圖像il(x,y)的一個(gè)或多個(gè)部分(諸如子圖像il(x,y)的一行或多行)可以偏移參數(shù)τy，使得子圖像il(x,y)中的一個(gè)或多個(gè)特征可以與子圖像iu(x,y)中的相應(yīng)特征對(duì)準(zhǔn)，以便創(chuàng)建統(tǒng)一鉆孔圖像406。在子圖像il(x,y)中各個(gè)深度處的偏移的估計(jì)值在所估計(jì)的偏移506的圖中示出。在一些實(shí)施方案中，可以在與各種深度402對(duì)應(yīng)的各種點(diǎn)504處計(jì)算偏移。例如，可以諸如經(jīng)由在相鄰的點(diǎn)504之間的直線估計(jì)等等來外推出點(diǎn)504之間的偏移的值。

在一些實(shí)施方案中，中間統(tǒng)一鉆孔圖像可表達(dá)為il(x,y)+iu(x,y)。在一個(gè)可能方面中，子圖像il(x,y)中的一個(gè)或多個(gè)測量可沿著y軸(即，深度402)偏移以獲得圖5中示出的統(tǒng)一鉆孔圖像406。所對(duì)準(zhǔn)的子圖像可由以下定義：

其中τy表示針對(duì)每個(gè)深度402沿著y軸的偏移。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，子圖像il(x,y)、iu(x,y)的對(duì)準(zhǔn)可以用公式表示為估計(jì)變量τy(如所估計(jì)的偏移506的圖所示的，其中τy的值沿著x軸示出)。在一個(gè)可能方面中，偏移的值可以是深度的函數(shù)，并且可以在子圖像il(x,y)中的不同y位置處改變。

根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)方式，用于估計(jì)偏移τy的可能算法可開始于從子圖像il(x,y)中選擇一個(gè)或多個(gè)參考特征點(diǎn)集合{(x1,y1),(x2,y2),……,(xn,yn)}，其中n定義參考特征點(diǎn)的總數(shù)。所提取的參考特征點(diǎn)可與鉆孔圖像特征(諸如邊緣、傾斜、斷裂等等)對(duì)應(yīng)。在一個(gè)可能方面中，此類參考特征點(diǎn)可以具有足夠高對(duì)比度以與子圖像iu(x,y)中的匹配候選特征點(diǎn)匹配。

參考特征點(diǎn)可以若干方式進(jìn)行選擇，包括用戶手動(dòng)選擇，或者自動(dòng)地由參考特征點(diǎn)選擇算法選擇。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)于每個(gè)參考特征點(diǎn)，算法可以估計(jì)子圖像iu(x,y)中的相應(yīng)候選特征點(diǎn)的τy值。在一些情況下，這會(huì)是具有挑戰(zhàn)的，因?yàn)橄虏恳r墊302和上部襯墊302可不覆蓋鉆孔102的相同區(qū)段，并且因此在下部子圖像與上部子圖像之間可能存在間隙502。換句話說，為了清楚起見，在襯墊302不覆蓋鉆孔102的區(qū)域(例如，其中不存在信息方位重疊的間隙502)中，子圖像il(x,y)、iu(x,y)可以具有零值。此類間隙502可以若干方式使特征匹配過程復(fù)雜化。例如，如果某個(gè)特征跨顯示的子圖像不連續(xù)，那么在下部子圖像和上部子圖像中可能無法看見這個(gè)特征。另外，對(duì)于大的間隙502，子圖像中的特征的定向可以是不同的。例如，在一個(gè)子圖像中，可觀察到傾斜的峰值，而另一個(gè)子圖像中，可以看到谷值。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可通過在特征匹配前包括全局模板生成階段來解決這種問題。例如，全局模板生成階段可將上部子圖像iu(x,y)作為輸入，并且基于上部子圖像iu(x,y)中的像素來估計(jì)間隙502中的像素值。具有填充的間隙的新估計(jì)的圖像可由i_hat_u(x,y)定義，并且稱為全局模板。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，圖像全局模板i_hat_u(x,y)可以降低特征匹配階段的復(fù)雜度。在一個(gè)可能方面中，對(duì)于每個(gè)參考特征點(diǎn)，可通過使i_hat_u(x,y)和il(x,y+τy)之間的對(duì)數(shù)似然減少和/或最小化來找出相應(yīng)偏移τy。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)數(shù)似然可表達(dá)為均方誤差(mse)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以在子圖像iu(x,y)、il(x,y)的局部范圍上定義特征匹配算法。出于這個(gè)原因，局部特征匹配可以產(chǎn)生多個(gè)解(例如，多個(gè)候選特征點(diǎn))。在一些實(shí)施方案中，由于鉆孔102的子圖像中的傾斜的周期性等等，可能難以確定期望偏移。在一些實(shí)施方案中，可以在全局解修剪階段中解決這個(gè)問題。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在全局修剪階段中，全局優(yōu)化算法可以搜索與一個(gè)或多個(gè)可能候選特征點(diǎn)分組相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)可能偏移組合。在一個(gè)可能方面中，可以選擇使成本標(biāo)準(zhǔn)最小化的偏移集合作為期望估計(jì)，并且與所選擇的偏移集合對(duì)應(yīng)的候選特征點(diǎn)可以稱為匹配候選特征點(diǎn)。在一個(gè)可能方面中，最小化的成本函數(shù)可以考慮工具300的動(dòng)態(tài)和匹配估計(jì)的準(zhǔn)確性。此外，如果期望，用戶還可手動(dòng)指定要選擇的偏移。

在一些實(shí)施方案中，對(duì)可能偏移組合的搜索的復(fù)雜度可以隨著參考特征點(diǎn)的數(shù)量呈指數(shù)地增長。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可通過使用維特比(viterbi)算法來實(shí)現(xiàn)搜索。

當(dāng)功能選擇被自動(dòng)化時(shí)，算法可自動(dòng)地選擇il(x,y)中的參考特征點(diǎn)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以選擇特征使搜索iu(x,y)中的相應(yīng)特征的歧義性減少和/或最小化。在一個(gè)可能方面中，參考特征點(diǎn)可以從任何高對(duì)比度區(qū)域中選擇，諸如，例如傾斜、斷裂、邊緣等等。在一些實(shí)施方案中，為了自動(dòng)地檢測出這些特征，1d信號(hào)可以在邊界508上提取，1d信號(hào)放置在子圖像il(x,y)中的任何期望位置處。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該1d信號(hào)的梯度可與子圖像il(x,y)中的邊緣信息相關(guān)。在一個(gè)可能方面中，該梯度的大絕對(duì)值可以指示邊緣可能存在，而較低的值則可以指示平坦區(qū)域。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，參考特征點(diǎn)可以被選擇為絕對(duì)梯度的n個(gè)最大值。

在一些實(shí)施方案中，全局模板i_hat_u(x,y)可通過例如修復(fù)算法來創(chuàng)建。在這種方法中，填充間隙502的所估計(jì)的像素可以被估計(jì)為在丟失像素附近的加權(quán)像素的總和。這些權(quán)重可例如通過局部圖像梯度來確定，使得可精確地外推邊緣。例如，可以從每個(gè)間隙502的邊界朝每個(gè)間隙502的中心實(shí)現(xiàn)修復(fù)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，關(guān)于局部特征匹配，對(duì)于集合{(x1,y1),(x2,y2),……,(xn,yn)}中的每個(gè)參考特征點(diǎn)，可以尋求與候選特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的偏移τ。為了識(shí)別這個(gè)偏移，當(dāng)全局模板i_hat_u(x,y)和左手側(cè)子圖像il(x,y+τ)充分排齊時(shí)，誤差i_hat_u(x,y)-il(x,y+τ)可以具有低的量值。在一個(gè)可能方面中，為了識(shí)別偏移，可以使以下成本函數(shù)減少和/或最小化：

ei(τ)＝∑x∈wxi∑y∈wyi(i_hat_u(x，y)-il(x，y+τ))²，(2)

其中wxi＝[xi-l/2,xi-l/2+1,……,xi+l/2]和wyi＝[yi-l/2,yi-l/2+1,……,yi+l/2]定義圍繞第i個(gè)參考特征點(diǎn)(xi,yi)的窗口，其投影到下部襯墊(諸如，例如下部襯墊302(4))上的某個(gè)位置。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，找出偏移τi的優(yōu)化問題就可以被定義為：

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，這可通過例如強(qiáng)力方法(其中針對(duì)偏移中的每個(gè)可能的值估計(jì)總誤差(2))或者本領(lǐng)域已知的復(fù)雜度較低的先進(jìn)方法解決。

圖6示出了根據(jù)圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式的在使用子圖像中的局部信息來識(shí)別期望偏移(以及因此匹配候選特征點(diǎn))方面的可能挑戰(zhàn)。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)使用關(guān)于參考特征點(diǎn)(xi,yi)的局部信息評(píng)估偏移時(shí)，可以選擇不太理想的解。這包括了當(dāng)參考特征(諸如傾斜)出現(xiàn)在全局模板i_hat_u(x,y)的多個(gè)區(qū)域中時(shí)。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，每個(gè)候選特征點(diǎn)可以產(chǎn)生等式(2)中的成本函數(shù)的低值，因此不存在防止選擇不期望的和/或不令人滿意的候選特征點(diǎn)的方式。出于這些原因，在一些實(shí)施方案中，可使用全局優(yōu)化算法來進(jìn)行全局解修剪，其中可以通過利用各種各樣信息(包括全局信息)從各種候選特征點(diǎn)中選擇匹配候選特征點(diǎn)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，全局解修剪可以包括在此類全局信息內(nèi)關(guān)于參考特征點(diǎn)(xi,yi)的局部信息。

例如，對(duì)于子圖像400(24)中的參考特征點(diǎn)600，可以在子圖像400(26)中定位呈候選特征點(diǎn)602(1)、602(2)、602(3)形式的若干不同可能的解。如圖所示，每個(gè)候選特征點(diǎn)602(1)、602(2)、602(3)與相應(yīng)偏移τ¹、τ²、τ³相關(guān)聯(lián)以將子圖像400(26)、400(24)中的傾斜對(duì)準(zhǔn)。統(tǒng)一鉆孔圖像406示出當(dāng)選擇期望偏移τ¹時(shí)對(duì)準(zhǔn)的子圖像400(26)、400(24)，從而將特征點(diǎn)600與匹配候選特征點(diǎn)602(1)匹配。

在一些實(shí)施方案中，局部對(duì)準(zhǔn)算法可不考慮在相鄰的特征點(diǎn)600之間的關(guān)系。例如，在正常工具加速下，緊密地間隔的特征點(diǎn)600也可具有類似偏移，并且可利用這個(gè)信息來改進(jìn)子圖像對(duì)準(zhǔn)結(jié)果。可通過使成本函數(shù)正則化來考慮這個(gè)信息。新的成本函數(shù)可以被定義為：

其中f(τi)可以是一般正則化函數(shù)，并且λ可以確定常規(guī)匹配和正則化成本之間的權(quán)衡。例如，在λ＝0的情況下，問題可等同于等式(3)，而設(shè)定λ使得λf(τi)＞＞ei(τi)則表示j(.)可由正則化函數(shù)確定。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以使用各種不同正則化函數(shù)。例如，可以選擇正則化函數(shù)，以便使偏移f(τi)＝(τi)²的能量減少和/或最小化或者確保所選擇的偏移是期望平滑的f(τi)＝|τi-τi-1|。本領(lǐng)域已知的任何正則化度量都可用于此類努力。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可使用正則化函數(shù)來考慮工具300的動(dòng)態(tài)和參考特征點(diǎn)600的位置的深度，如下：

f(τi|τi-1)＝|τi-τi-1|exp(-λ1|yi-yi-1|)。(5)

在一些實(shí)施方案中，正則化函數(shù)可以懲罰緊密地間隔的參考特征點(diǎn)，即|yi-yi-1|～0。在這種情況下，正則化函數(shù)可以近似等于f(τi)～|τi-τi-1|。在參考特征點(diǎn)間隔較大距離時(shí)的情況下，即，|yi-yi-1|＞＞0，正則化函數(shù)f(τi)～0。這可以與關(guān)于緊密地間隔的參考特征點(diǎn)可具有比相距得較遠(yuǎn)的錨點(diǎn)更大的平滑約束的解釋一致。

在一個(gè)可能方面中，參數(shù)λ1可以確定正則化函數(shù)的衰減，并且因此它可以是例如工具300的加速度的函數(shù)。對(duì)于大加速度，該值可能較大，并且對(duì)于工具300的低加速度，反之亦然。在加速度數(shù)據(jù)不可用的情況下，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以將參數(shù)設(shè)置為常數(shù)。

在一些實(shí)施方案中，致力于找出偏移的全局優(yōu)化因此可以用公式表示為：

[τ1，τ2，...，τn]＝argmin{j(τ1，τ2，...，τn)}。(6)

τ1，τ2，...，τn

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，這可通過本領(lǐng)域已知的任何梯度下降算法和/或通過使用本領(lǐng)域已知的任何其它方法解出。

在一些實(shí)施方案中，在注意到成本函數(shù)具有馬爾可夫(markov)鏈結(jié)構(gòu)時(shí)，就可利用低復(fù)雜度方法。這個(gè)結(jié)構(gòu)可以在等式(5)中看到，其中正則化成本f(τi|τi-1)基于τi-1調(diào)整，并且可獨(dú)立于先前偏移。給定馬爾可夫鏈結(jié)構(gòu)，成本函數(shù)可表達(dá)為加權(quán)圖。在一些實(shí)施方案中，這個(gè)圖中的每一列可以表示參考特征點(diǎn)600，并且這個(gè)列中的每個(gè)值可以表示偏移可以采取的值。馬爾可夫結(jié)構(gòu)允許最小化問題被簡化為找到穿過加權(quán)圖的路徑，其中在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的附加成本等于e(τi)+λf(τi|τi-1)。在一個(gè)可能方面總，通過這個(gè)圖的最小路徑可通過低復(fù)雜度維特比算法來估計(jì)，并且因此可以找到期望全局偏移。

對(duì)多個(gè)襯墊的示例算法擴(kuò)展

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，上述算法可擴(kuò)展為用于與多于兩個(gè)襯墊302一起使用。例如，工具300可以包括在第一位置304和第二位置306的多個(gè)襯墊302。工具300還會(huì)包括除第一位置304和第二位置306之外的位置。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以在第一位置304處利用四個(gè)襯墊302，并且可以在第二位置306處利用四個(gè)襯墊302(但是將會(huì)理解，也可使用更多或更少的襯墊302)。在一個(gè)可能方面中，來自下部襯墊302和上部襯墊302的子圖像可如以下定義

{il¹(x,y),il²(x,y),il³(x,y),il⁴(x,y)}，

以及

{iu¹(x,y),iu²(x,y),iu³(x,y),iu⁴(x,y)}。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，關(guān)于圖4中的元件的可能映射可以包括：

il¹(x,y)-400(2)

il²(x,y)–400(6)

il³(x,y)–400(10)

il⁴(x,y)–400(14)

iu¹(x,y)–400(4)

iu²(x,y)–400(8)

iu³(x,y)–400(12)

iu⁴(x,y)–400(16)

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以使用如上文討論的與自動(dòng)化特征選擇結(jié)合的類似的公式化。例如，子圖像400可以等于在襯墊302覆蓋鉆孔102的像素位置處的地層測量，否則為零。例如，第一位置304處的襯墊302和第二位置306處的襯墊302可以位于不同深度402。在一個(gè)可能方面中，這可以由參數(shù)τy建模，參數(shù)τy可以表示來自下部襯墊302的子圖像400與來自上部襯墊302的子圖像400之間的全局偏移。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，除了全局偏移之外，單獨(dú)襯墊302可相對(duì)于它們?cè)诿總€(gè)位置304、306處的相鄰襯墊而位于不同深度。例如，如果工具300傾斜和/或襯墊302中的一者被卡在鉆孔102上，就會(huì)發(fā)生這種情況。在一個(gè)可能方面中，這可以由局部偏移δτy建模。在另一可能方面中，可以假定全局偏移大于局部偏移|τy|>|δτy|。

在一些實(shí)施方案中，統(tǒng)一鉆孔圖像406可因此由等式(7)表達(dá)：

其中il¹(x,y)是從中選出一個(gè)或多個(gè)參考特征點(diǎn)的參考子圖像。因此，就可以將多個(gè)襯墊的圖像對(duì)準(zhǔn)問題用公式表示為解得參數(shù)τy,和在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以在若干階段中求解這些參數(shù)。首先，可通過使用與上文“示例自動(dòng)化算法”部分相同的解決方案來估計(jì)偏移τy。公式化的一個(gè)差異可以在于等式(2)中的成本函數(shù)可擴(kuò)展到多個(gè)襯墊302。然后，可通過假定全局偏移為零來迭代地求解出局部偏移和

示例質(zhì)量控制(qc)度量

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可通過視覺檢查和/或通過使用可與子圖像400和/或統(tǒng)一鉆孔圖像406的視覺質(zhì)量相關(guān)聯(lián)的定量度量來檢驗(yàn)對(duì)各種偏移的結(jié)果。例如，如果定量度量的值高于某個(gè)閾值，那么用戶可視覺地檢驗(yàn)在這個(gè)位置的結(jié)果，并且在期望時(shí)，手動(dòng)調(diào)整圖像對(duì)準(zhǔn)。

本領(lǐng)域已知的各種度量可以用于此類qc目的，包括例如：對(duì)數(shù)似然，諸如等式(2)中定義的；以及正則化誤差，諸如等式(5)中定義的。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可通過使對(duì)數(shù)似然和正則化誤差的總和最小化來給出圖像質(zhì)量指示，以便實(shí)現(xiàn)特征匹配。

圖7示出了沿著統(tǒng)一鉆孔圖像406(即，所補(bǔ)償?shù)膱D像)的邊而繪制的示例質(zhì)量控制度量。質(zhì)量控制度量包括所估計(jì)的偏移對(duì)深度的圖700、對(duì)數(shù)似然(在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)方式中，其可以表達(dá)為例如均方誤差(mse)對(duì)深度402)的圖702，以及正則化誤差對(duì)深度402的圖704。例如，在統(tǒng)一鉆孔圖像406中，在線150處可見偽像706，其中可能無法進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)下部襯墊302和上部襯墊302之間的偏移(即，統(tǒng)一鉆孔圖像406中示出的層理在這個(gè)深度位置處可能無法排齊)。偽像706與高的對(duì)數(shù)似然708和高的正則化誤差710對(duì)應(yīng)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可自動(dòng)化進(jìn)行質(zhì)量控制。例如，可檢查在各種深度處的一個(gè)或多個(gè)估計(jì)的偏移值的對(duì)數(shù)似然和/或正則化誤差來確認(rèn)它們低于預(yù)設(shè)閾值。如果它們不是這樣，那么就會(huì)發(fā)起修復(fù)工作，包括重新運(yùn)行以上算法以對(duì)改進(jìn)的候選匹配點(diǎn)進(jìn)行定位、請(qǐng)求用戶干預(yù)以有助于手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)負(fù)責(zé)于對(duì)數(shù)似然和/或正則化錯(cuò)誤的一個(gè)或多個(gè)特征。在一個(gè)可能方面中，可使用例如圖像特征對(duì)準(zhǔn)模塊206來執(zhí)行這種自動(dòng)化質(zhì)量控制。

示例方法

圖8-10示出了用于實(shí)現(xiàn)圖像特征對(duì)準(zhǔn)的各個(gè)方面的示例方法。方法被示出為表示可實(shí)現(xiàn)于硬件、軟件、固件、各種邏輯或其任何組合中的操作序列的邏輯流程圖中的方框和其它要素的集合。對(duì)方法進(jìn)行描述的順序不旨在解釋為限制性的，并且任何數(shù)量所描述的方法方框可以任何順序組合以實(shí)現(xiàn)方法或替代方法。另外，在不脫離本文中描述的主題的精神和范圍的情況下，可以從方法中刪除單獨(dú)方框和/或要素。在軟件的上下文中，這些方框和其它要素可以表示在由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行所表述的操作的計(jì)算機(jī)指令。此外，為了討論目的而非限制目的，可以參考圖1-7中示出的要素對(duì)這些方法的所選擇的方面進(jìn)行描述。

圖8示出了與圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)施方案相關(guān)聯(lián)的示例方法800。在方框802處，訪問與鉆孔(諸如鉆孔102)的第一區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第一子圖像(諸如子圖像400(20))。

在方框804處，訪問與鉆孔的第二區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第二子圖像(諸如子圖像400(22))，鉆孔的第一區(qū)段鄰近于鉆孔的第二區(qū)段。

在方框806處，通過對(duì)在第一子圖像與第二子圖像之間丟失信息的一個(gè)或多個(gè)間隙(諸如間隙502)中的信息進(jìn)行估計(jì)來創(chuàng)建全局模板。在一些實(shí)施方案中，在第一子圖像與第二子圖像之間并不存在信息方位重疊時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生丟失信息。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以使用本領(lǐng)域已知的任何方法(包括例如修復(fù)算法)估計(jì)間隙中丟失的數(shù)據(jù)。

在方框808處，一個(gè)或多個(gè)參考特征點(diǎn)(諸如參考特征點(diǎn)500和/或參考特征點(diǎn)600)可以位于第一子圖像中的各種深度處。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，一個(gè)或多個(gè)參考特征點(diǎn)可以與第一子圖像中的高對(duì)比度區(qū)域(諸如邊緣、傾斜、斷裂等等)相關(guān)聯(lián)。此外，可以使用本領(lǐng)域已知的任何方法(包括例如基于梯度的方法)從第一子圖像中提取一個(gè)或多個(gè)參考特征點(diǎn)。

在方框810處，使用局部特征匹配針對(duì)第一子圖像中的一個(gè)或多個(gè)參考特征點(diǎn)中的每者來在第二子圖像中定位相關(guān)候選特征點(diǎn)集合(諸如候選特征點(diǎn)602(1)、6012(2)、602(3))。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，局部特征匹配可以使用匹配標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)第二子圖像中的一個(gè)或多個(gè)候選特征點(diǎn)進(jìn)行定位。

在方框812處，使用全局解修剪來使第一子圖像中的一個(gè)或多個(gè)參考特征點(diǎn)中的每者與選自第二子圖像中的相關(guān)候選特征點(diǎn)集合的相應(yīng)匹配候選特征點(diǎn)(諸如匹配候選特征點(diǎn)500(2))匹配。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，全局解修剪可以從方框806中搜索與各種候選特征點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的偏移的一個(gè)或多個(gè)可能的組合，并且選擇使與偏移相關(guān)聯(lián)的成本標(biāo)準(zhǔn)減少和/或最小化的偏移集合。與所選擇的偏移相關(guān)聯(lián)的候選特征點(diǎn)變?yōu)槠ヅ浜蜻x特征點(diǎn)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可使用維特比算法來實(shí)現(xiàn)全局解修剪中的搜索。

圖9示出了與圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)施方案相關(guān)聯(lián)的另一示例方法900。在方框902處，在與鉆孔(諸如鉆孔102)的第一區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第一子圖像(諸如子圖像400(20)和/或子圖像400(24))中識(shí)別第一參考特征點(diǎn)(諸如參考特征點(diǎn)500和/或參考特征點(diǎn)600)和第二參考特征點(diǎn)(諸如參考特征點(diǎn)500和/或參考特征點(diǎn)600)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一參考特征點(diǎn)和第二參考特征點(diǎn)與第一子圖像中的相應(yīng)高對(duì)比度區(qū)域相關(guān)聯(lián)。

在方框904處，在第二子圖像(諸如子圖像400(22)和/或子圖像400(26))中定位第一候選特征點(diǎn)(諸如候選特征點(diǎn)602(1)、6012(2)、602(3))集合和第二候選特征點(diǎn)(諸如候選特征點(diǎn)602(1)、6012(2)、602(3))集合。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第二子圖像與鉆孔的第二區(qū)段相關(guān)聯(lián)，鉆孔的第二區(qū)段鄰近于鉆孔的第一區(qū)段。在一個(gè)可能方面中，第一候選特征點(diǎn)集合可以表示第二子圖像中的與第一參考特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的可能的局部解。類似地，第二候選特征點(diǎn)集合可以表示第二子圖像中的與第二參考特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的可能的局部解。

在方框906處，從第一候選特征點(diǎn)集合中選擇第一匹配候選特征點(diǎn)(諸如匹配候選特征點(diǎn)500(2))，從第二候選特征點(diǎn)集合中選擇第二匹配候選特征點(diǎn)(諸如匹配候選特征點(diǎn)500(2))。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，使用全局解修剪選擇第一匹配候選特征點(diǎn)和第二匹配候選特征點(diǎn)。

圖10示出了與圖像特征對(duì)準(zhǔn)實(shí)施方案相關(guān)聯(lián)的另一示例方法1000。在方框1002處，在與鉆孔(諸如鉆孔102)的第一區(qū)段相關(guān)聯(lián)的第一子圖像(諸如子圖像400(20)和/或子圖像400(24))中訪問參考特征點(diǎn)(諸如參考特征點(diǎn)500和/或參考特征點(diǎn)600)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，參考特征點(diǎn)與第一子圖像中的高對(duì)比度區(qū)域相關(guān)聯(lián)。

在方框1004處，在第二子圖像(諸如子圖像400(22)和/或子圖像400(26))中識(shí)別兩個(gè)或更多個(gè)候選特征點(diǎn)(諸如候選特征點(diǎn)602(1)、6012(2)、602(3))。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第二子圖像可以與鉆孔的第二區(qū)段相關(guān)聯(lián)，鉆孔的第二區(qū)段鄰近于鉆孔的第一區(qū)段。此外，兩個(gè)或更多個(gè)候選特征點(diǎn)中的每者可能與高對(duì)比度區(qū)域相關(guān)聯(lián)。

在方框1006處，使用全局解修剪對(duì)一個(gè)或多個(gè)候選特征點(diǎn)進(jìn)行修剪以獲得第二子圖像中的匹配候選特征點(diǎn)(諸如匹配候選特征點(diǎn)500(2))。

上文描述的方法和過程可由處理系統(tǒng)執(zhí)行。術(shù)語“處理系統(tǒng)”不應(yīng)被解釋為將本文中公開的實(shí)施方案限制為任何特定類型裝置或系統(tǒng)。處理系統(tǒng)可以包括單個(gè)處理器、多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在處理系統(tǒng)包括多個(gè)處理器的情況下，多個(gè)處理器可相對(duì)于彼此設(shè)置在單個(gè)裝置上或位于相同位置或遠(yuǎn)程位置的不同裝置上。一個(gè)處理器或多個(gè)處理器可以包括用于執(zhí)行上文描述的方法和過程中任一者的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理器(例如，微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器或通用計(jì)算機(jī))。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還會(huì)包括存儲(chǔ)器，諸如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置(例如，ram、rom、prom、eeprom或閃存可編程ram)、磁性存儲(chǔ)器裝置(例如，磁盤或固定磁盤)、光學(xué)存儲(chǔ)器裝置(例如，cd-rom)、pc卡(例如，pcmcia卡)或其它存儲(chǔ)裝置。

上文描述的方法和過程可實(shí)現(xiàn)為用于與計(jì)算機(jī)處理器一起使用的計(jì)算機(jī)程序邏輯。計(jì)算機(jī)處理器可以是例如系統(tǒng)(諸如上述系統(tǒng)200)的部分。計(jì)算機(jī)程序邏輯可以各種形式實(shí)施，包括源代碼形式或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行形式。源代碼可以包括呈各種編程語言(例如，目標(biāo)代碼、匯編語言或諸如c、c++、matlab、java或其它語言或環(huán)境的高級(jí)語言)的一系列計(jì)算機(jī)程序指令。此類計(jì)算機(jī)指令可以存儲(chǔ)在非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，存儲(chǔ)器)中，并且可由計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行。計(jì)算機(jī)指令可以任何形式來分發(fā)為附帶有印刷文檔或電子文檔(例如，壓縮打包軟件)的可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)，預(yù)先加載在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上(例如，在系統(tǒng)rom或固定磁盤上)，或者通過通信系統(tǒng)(例如，因特網(wǎng)或萬維網(wǎng))從服務(wù)器或電子公告牌分發(fā)。

替代地或另外地，處理系統(tǒng)可以包括耦合到印刷電路板、集成電路(例如，專用集成電路(asic))和/或可編程邏輯器件(例如，現(xiàn)場可編程門陣列(fpga))的分立電子部件。可使用此類邏輯器件來實(shí)現(xiàn)上文描述的方法和過程中任一者。

在權(quán)利要求中，手段加功能條款旨在涵蓋在本文中描述為執(zhí)行所表述的功能的結(jié)構(gòu)，并且其不僅涵蓋了結(jié)構(gòu)上等效物，而且還涵蓋了等效結(jié)構(gòu)。因此，雖然釘子和螺釘可能不是結(jié)構(gòu)上等效物，因?yàn)獒斪硬捎脠A柱形的表面將木制部分固定在一起，而螺釘則采用螺旋形的表面，但是在緊固木制部分的環(huán)境中，釘子和螺釘就可以是等效結(jié)構(gòu)。除了權(quán)利要求中明確將字詞“用于……的構(gòu)件”與相關(guān)功能一起使用的那些之外，本申請(qǐng)人明確表明無意援引35u.s.c.§112第6段作為對(duì)本文中的任一權(quán)利要求的任何限制。

在本說明書中和在權(quán)利要求中使用的范圍內(nèi)，以“[a]和[b]中的至少一個(gè)的一般形式進(jìn)行的表述應(yīng)解釋為分離性的。例如，對(duì)“[a]、[b]和[c]中的至少一個(gè)”的表述將會(huì)包括僅[a]、僅[b]、僅[c]，或[a]、[b]和[c]的任何組合。

雖然上文已詳細(xì)描述了幾個(gè)示例實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地了解，在不實(shí)質(zhì)上脫離本公開的情況下，許多修改在示例實(shí)施方案中是可能的。因此，此類修改旨在包括在如隨附權(quán)利要求限定的本公開的范圍內(nèi)。此外，可以在缺少本文未明確描述的任何部件的情況下執(zhí)行實(shí)施方案。