CN107044279A - 一种页岩地层有利层段的识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种页岩地层有利层段的识别方法，包括：根据页岩地层的页岩的镜质体反射率Ro，对页岩地层的层段进行成熟度的划分；根据页岩地层的页岩的TOC含量，对页岩地层的层段进行有机质含量的划分；根据页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对页岩地层的层段进矿物岩性的划分；根据对页岩地层进成熟度的划分、有机质含量的划分、岩性的划分后的页岩地层的层段，确定页岩地层的有利层段。本发明能够够准确地识别页岩地层的有利层段，为后续高效地开发页岩地层中的油气资源提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及非常规油气勘探开发技术领域，尤其涉及一种页岩地层有利层段的识别方法。
背景技术
近年来，随着非常规油气资源的发展，页岩油气逐渐成为非常规油气资源开发的重点领域。如何准确地识别页岩地层的有利层段，以便更高效地开发页岩地层中的油气资源，已成为页岩油气资源开发过程中亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种页岩地层有利层段的识别方法，能够准确地识别页岩地层的有利层段，为后续高效地开发页岩地层中的油气资源提供依据。
依据本发明的实施例，本发明提供一种页岩地层有利层段的识别方法，包括：
根据页岩地层的页岩的镜质体反射率Ro，对所述页岩地层的层段进行成熟度的划分；
根据所述页岩地层的页岩的TOC含量，对所述页岩地层的层段进行有机质含量的划分；
根据所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对所述页岩地层的层段进矿物岩性的划分；
根据对所述页岩地层进成熟度的划分、有机质含量的划分、矿物岩性的划分后的页岩地层的层段，确定所述页岩地层的有利层段。
可选地，所述根据页岩地层的页岩的Ro，对所述页岩地层的层段进行成熟度的划分之前，还包括：对所述页岩地层的页岩样品进行化学分析，确定所述页岩地层的页岩的Ro。
可选地，所述根据所述页岩地层的页岩的TOC含量，对所述页岩地层的层段进行有机质含量的划分之前，还包括：采用TOC测试仪，对所述所述页岩地层的页岩样品进行分析，确定所述页岩地层的页岩的TOC含量；或者，对所述页岩地层的铀元素测井数据、密度测井数据、声波测井数据进行综合解释，确定所述页岩地层的页岩的TOC含量。
可选地，所述根据所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对所述页岩地层的层段进矿物岩性的划分之前，还包括：对所述页岩地层的页岩进行X射线衍射矿物分析，确定所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量；或者，对所述页岩地层的声波测井数据、中子测井数据、密度测井数据进行综合解释，确定所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量。
可选地，所述根据页岩地层的页岩的Ro，对所述页岩地层的层段进行成熟度的划分，包括：当所述页岩地层的页岩的Ro小于第一预设值时，确定所述页岩地层的层段为未成熟页岩层段；当所述页岩地层的页岩的Ro大于第一预设值且小于第二预设值时，确定所述页岩地层的层段为成熟页岩层段；当所述页岩地层的页岩的Ro大于第二预设值且小于第三预设值时，确定所述页岩地层的层段为高成熟页岩层段；当所述页岩地层的页岩的Ro大于第三预设值且小于第四预设值时，确定所述页岩地层的层段为过成熟页岩层段；当所述页岩地层的页岩的Ro大于第四预设值时，确定所述页岩地层的层段为碳化页岩层段。
可选地，所述根据所述页岩地层的页岩的TOC含量，对所述页岩地层的层段进行有机质含量的划分，包括：当所述页岩地层的页岩的TOC含量小于第五预设值时，确定所述页岩地层的层段为贫有机质层段；当所述页岩地层的页岩的TOC含量大于第五预设值且小于第六预设值时，确定所述页岩地层的层段为含有机质层段；当所述页岩地层的页岩的TOC含量大于第六预设值时，确定所述页岩地层的层段为富有机质层段。
可选地，所述根据所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对所述页岩地层的层段进矿物岩性的划分，包括：当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第一预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为硅质页岩层段；当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第二预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为粘土质页岩层段；当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第三预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为碳酸盐质页岩层段；当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第四预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为混合页岩层段。
可选地，所述根据对所述页岩地层进成熟度的划分、机质含量的划分、岩性的划分后的页岩地层层段，确定所述页岩地层的有利层段，包括：当所述页岩地层的层段同时为过成熟页岩层段、富有机质层段、硅质页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第一类有利层段；当所述页岩地层的层段同时为过成熟页岩层段、富有机质层段、混合页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第二类有利层段；当所述页岩地层的层段同时为成熟页岩层段、富有机质层段、硅质页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第三类有利层段；当所述页岩地层的层段同时为成熟页岩层段、富有机质层段、混合页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第四类有利层段；当所述页岩地层的层段同时为高成熟页岩层段、富有机质层段、硅质页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第五类有利层段；当所述页岩地层的层段同时为高成熟页岩层段、富有机质层段、混合页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第六类有利层段。
可选地，所述第一预设值为0.5％，所述第二预设值为1.2％，所述第三预设值为2％，所述第四预设值为3.5％；所述第五预设值为1％，所述第六预设值为2％。
可选地，所述第一预设百分比分布为：第一矿物含量＞50％，第二矿物含量＜50％，第三矿物含量＜50％；所述第二预设百分比分布为：第一矿物含量＜50％，第二矿物含量＞50％，第三矿物含量＜50％；所述第三预设百分比分布为：第一矿物含量＜50％，第二矿物含量＜50％，第三矿物含量＞50％；所述第四预设百分比分布为：第一矿物含量＜50％，第二矿物含量＜50％，第三矿物含量＜50％。
由本发明的实施例可知，本发明的一种页岩地层有利层段的识别方法，首先根据页岩地层的页岩的镜质体反射率Ro，对页岩地层的层段进行成熟度的划分；再根据页岩地层的页岩的TOC含量，对页岩地层的层段进行有机质含量的划分；再根据页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对页岩地层的层段进矿物岩性的划分；最后根据对页岩地层进成熟度的划分、有机质含量的划分、岩性的划分后的页岩地层的层段，确定页岩地层的有利层段。本发明能够够准确地识别页岩地层的有利层段，为后续高效地开发页岩地层中的油气资源提供依据。
附图说明
图1为为一示例性实施例示出的一种页岩地层有利层段的识别方法的流程示意图；
图2另一示例性实施例示出的一种页岩地层有利层段的识别方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的说明书和权利要求书中的技术术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖那些不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。
如图1所示，为一示例性实施例示出的一种页岩地层有利层段的识别方法的流程示意图，本实施例包括：
步骤101：根据页岩地层的页岩的镜质体反射率Ro，对所述页岩地层的层段进行成熟度的划分。
其中，上述页岩地层可以是海相页岩地层，也可以是陆相页岩地层；页岩的镜质体反射率表征了页岩中镜质体的含量，镜质体反射率越大表示页岩中镜质体的含量越高，页岩中镜质体的含量越高代表页岩地层的成熟度越高；可以根据镜质体反射率大小不同，将页岩地层按照成熟度划分为未成熟页岩层段、成熟页岩层段、高成熟页岩层段、过成熟页岩层段、碳化页岩层段。
步骤102：根据所述页岩地层的页岩的TOC(Total Organic Carbon，“总有机碳”)含量，对所述页岩地层的层段进行有机质含量的划分。
其中，有机碳是页岩中油、气的主要储集空间，TOC含量表征了页岩中有机质的含量，TOC含量越高表示页岩地层储集油气的能力越强；可以根据TOC含量的不同，将页岩地层按照有机含量划分为贫有机质层段、含有机质层段、富有机质层段。
步骤103：根据所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对所述页岩地层的层段进矿物岩性的划分。
其中，第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物分别为硅质矿物、粘土矿物、碳酸盐矿物，可以根据硅质矿物、粘土矿物、碳酸盐矿物含量的不同，将页岩地层按照矿物岩性划分为硅质页岩层段、粘土质页岩层段、碳酸盐质页岩层段、混合页岩层段；其中脆性矿物包括硅质矿物和碳酸盐矿物，且硅质矿物的脆性要大于碳酸盐矿物，页岩中脆性矿物含量越高表示页岩的脆性越强，对应的页岩地层层段就越易于压裂开发。
步骤104：根据对所述页岩地层进成熟度的划分、有机质含量的划分、矿物岩性的划分后的页岩地层的层段，确定所述页岩地层的有利层段。
其中，页岩地层的有利层段是指页岩地层油气含量高且易于开发的层段；根据完成成熟度的划分、有机质含量的划分、矿物岩性的划分后的页岩地层各个层段，确定页岩地层的有利层段。
由上述实施例可知，本发明的一种页岩地层有利层段的识别方法，首先根据页岩地层的页岩的镜质体反射率Ro，对页岩地层的层段进行成熟度的划分；再根据页岩地层的页岩的TOC含量，对页岩地层的层段进行有机质含量的划分；再根据页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对页岩地层的层段进矿物岩性的划分；最后根据对页岩地层进成熟度的划分、有机质含量的划分、岩性的划分后的页岩地层的层段，确定页岩地层的有利层段。本发明能够够准确地识别页岩地层的有利层段，为后续高效地开发页岩地层中的油气资源提供依据。
如图2所示，为另一示例性实施例示出的一种页岩地层有利层段的识别方法的流程示意图，在上述实施例的基础上，本实施例包括：
步骤201：对所述页岩地层的页岩样品进行化学分析，确定所述页岩地层的页岩的Ro。
步骤202：根据页岩地层的页岩的镜质体反射率Ro，对所述页岩地层的层段进行成熟度的划分。
具体地，当所述页岩地层的页岩的Ro小于第一预设值时，确定所述页岩地层的层段为未成熟页岩层段；当所述页岩地层的页岩的Ro大于第一预设值且小于第二预设值时，确定所述页岩地层的层段为成熟页岩层段；当所述页岩地层的页岩的Ro大于第二预设值且小于第三预设值时，确定所述页岩地层的层段为高成熟页岩层段；当所述页岩地层的页岩的Ro大于第三预设值且小于第四预设值时，确定所述页岩地层的层段为过成熟页岩层段；当所述页岩地层的页岩的Ro大于第四预设值时，确定所述页岩地层的层段为碳化页岩层段。
具体地，所述第一预设值为0.5％，所述第二预设值为1.2％，所述第三预设值为2％，所述第四预设值为3.5％。
步骤203：采用TOC测试仪，对所述所述页岩地层的页岩样品进行分析，确定所述页岩地层的页岩的TOC含量。
在一个例子中，对所述页岩地层的铀元素测井数据、密度测井数据、声波测井数据进行综合解释，确定所述页岩地层的页岩的TOC含量。
步骤204：根据所述页岩地层的页岩的TOC含量，对所述页岩地层的层段进行有机质含量的划分。
具体地，当所述页岩地层的页岩的TOC含量小于第五预设值时，确定所述页岩地层的层段为贫有机质层段；当所述页岩地层的页岩的TOC含量大于第五预设值且小于第六预设值时，确定所述页岩地层的层段为含有机质层段；当所述页岩地层的页岩的TOC含量大于第六预设值时，确定所述页岩地层的层段为富有机质层段。
具体地，所述第五预设值为1％，所述第六预设值为2％。
步骤205：对所述页岩地层的页岩进行X射线衍射矿物分析，确定所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量。
在一个例子中，对所述页岩地层的声波测井数据、中子测井数据、密度测井数据进行综合解释，确定所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量。
步骤206：根据所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对所述页岩地层的层段进矿物岩性的划分。
具体地，当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第一预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为硅质页岩层段；当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第二预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为粘土质页岩层段；当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第三预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为碳酸盐质页岩层段；当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第四预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为混合页岩层段。
具体地，所述第一预设百分比分布为：第一矿物含量＞50％，第二矿物含量＜50％，第三矿物含量＜50％；所述第二预设百分比分布为：第一矿物含量＜50％，第二矿物含量＞50％，第三矿物含量＜50％；所述第三预设百分比分布为：第一矿物含量＜50％，第二矿物含量＜50％，第三矿物含量＞50％；所述第四预设百分比分布为：第一矿物含量＜50％，第二矿物含量＜50％，第三矿物含量＜50％。
步骤207：根据对所述页岩地层进成熟度的划分、有机质含量的划分、矿物岩性的划分后的页岩地层的层段，确定所述页岩地层的有利层段。
具体地，当所述页岩地层的层段同时为过成熟页岩层段、富有机质层段、硅质页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第一类有利层段；当所述页岩地层的层段同时为过成熟页岩层段、富有机质层段、混合页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第二类有利层段；当所述页岩地层的层段同时为成熟页岩层段、富有机质层段、硅质页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第三类有利层段；当所述页岩地层的层段同时为成熟页岩层段、富有机质层段、混合页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第四类有利层段；当所述页岩地层的层段同时为高成熟页岩层段、富有机质层段、硅质页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第五类有利层段；当所述页岩地层的层段同时为高成熟页岩层段、富有机质层段、混合页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第六类有利层段。
下面详细介绍成熟度、TOC含量、以及矿物成分对页岩地层有利层段的控制作用：有机质在未成熟阶段生油气量较少，成熟阶段为大量生油期，高成熟阶段油气均有生成，过成熟阶段为大量生气期，碳化阶段生气能力衰竭；有机碳是页岩中油、气的主要储集空间，TOC含量越高，储集油气的能力越强。富有机质页岩储集油气能力最强，含有机质页岩次之，贫有机质页岩最弱；脆性矿物包括硅质矿物和碳酸盐矿物，硅质矿物的脆性好于碳酸盐矿物，页岩中硅质矿物含量越高，脆性越强，页岩油气越易于压裂开发；碳酸盐矿物一般形成于浅水环境，而沉积有机质的富集与保存需要深水环境，沉积有机质丰度与页岩中TOC含量密切相关，所以若页岩中碳酸盐矿物含量多，一般TOC含量较低。
其中，上述的第一类有利层段为过成熟富有机质硅质页岩层段，属于页岩气丰富且易于开发的有利层段；上述的第二类有利层段过成熟页岩富有机质混合页岩层段，属于页岩气丰富且较易于开发的有利层段；上述的第三类有利层段为成熟富有机质硅质页岩层段，属于页岩油丰富且易于开发的有利层段；上述的第四类有利层段成熟页岩富有机质混合页岩层段，属于页岩油丰富且较易于开发的有利层段；上述的第五类有利层段为高成熟富有机质硅质页岩层段，属于页岩油、页岩气混合富集且易于开发的有利层段；上述的第六类有利层段过高成熟页岩富有机质混合页岩层段，属于页岩油、页岩气混合富集且较易于开发的有利层段。
需要说明的是：依据所述页岩地层进成熟度的划分、有机质含量的划分、矿物岩性的划分后的页岩地层的层段，还可以将页岩地层划分其它类型的层段，如表1所示。
表1
表1(续)
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种页岩地层有利层段的识别方法，其特征在于，包括：
根据页岩地层的页岩的镜质体反射率Ro，对所述页岩地层的层段进行成熟度的划分；
根据所述页岩地层的页岩的总有机碳TOC含量，对所述页岩地层的层段进行有机质含量的划分；
根据所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对所述页岩地层的层段进矿物岩性的划分；
根据对所述页岩地层进成熟度的划分、有机质含量的划分、矿物岩性的划分后的页岩地层的层段，确定所述页岩地层的有利层段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据页岩地层的页岩的Ro，对所述页岩地层的层段进行成熟度的划分之前，还包括：
对所述页岩地层的页岩样品进行化学分析，确定所述页岩地层的页岩的Ro。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述页岩地层的页岩的TOC含量，对所述页岩地层的层段进行有机质含量的划分之前，还包括：
采用TOC测试仪，对所述所述页岩地层的页岩样品进行分析，确定所述页岩地层的页岩的TOC含量；或者，
对所述页岩地层的铀元素测井数据、密度测井数据、声波测井数据进行综合解释，确定所述页岩地层的页岩的TOC含量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对所述页岩地层的层段进矿物岩性的划分之前，还包括：
对所述页岩地层的页岩进行X射线衍射矿物分析，确定所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量；或者，
对所述页岩地层的声波测井数据、中子测井数据、密度测井数据进行综合解释，确定所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据页岩地层的页岩的Ro，对所述页岩地层的层段进行成熟度的划分，包括：
当所述页岩地层的页岩的Ro小于第一预设值时，确定所述页岩地层的层段为未成熟页岩层段；
当所述页岩地层的页岩的Ro大于第一预设值且小于第二预设值时，确定所述页岩地层的层段为成熟页岩层段；
当所述页岩地层的页岩的Ro大于第二预设值且小于第三预设值时，确定所述页岩地层的层段为高成熟页岩层段；
当所述页岩地层的页岩的Ro大于第三预设值且小于第四预设值时，确定所述页岩地层的层段为过成熟页岩层段；
当所述页岩地层的页岩的Ro大于第四预设值时，确定所述页岩地层的层段为碳化页岩层段。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述页岩地层的页岩的TOC含量，对所述页岩地层的层段进行有机质含量的划分，包括：
当所述页岩地层的页岩的TOC含量小于第五预设值时，确定所述页岩地层的层段为贫有机质层段；
当所述页岩地层的页岩的TOC含量大于第五预设值且小于第六预设值时，确定所述页岩地层的层段为含有机质层段；
当所述页岩地层的页岩的TOC含量大于第六预设值时，确定所述页岩地层的层段为富有机质层段。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述页岩地层的页岩的第一无机矿物、第二无机矿物、第三无机矿物的含量，对所述页岩地层的层段进矿物岩性的划分，包括：
当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第一预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为硅质页岩层段；
当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第二预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为粘土质页岩层段；
当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第三预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为碳酸盐质页岩层段；
当所述第一矿物、第二矿物、第三矿物的含量百分比满足第四预设百分比分布时，确定所述对所述页岩地层的层段为混合页岩层段。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据对所述页岩地层进成熟度的划分、机质含量的划分、岩性的划分后的页岩地层层段，确定所述页岩地层的有利层段，包括：
当所述页岩地层的层段同时为过成熟页岩层段、富有机质层段、硅质页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第一类有利层段；
当所述页岩地层的层段同时为过成熟页岩层段、富有机质层段、混合页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第二类有利层段；
当所述页岩地层的层段同时为成熟页岩层段、富有机质层段、硅质页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第三类有利层段；
当所述页岩地层的层段同时为成熟页岩层段、富有机质层段、混合页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第四类有利层段；
当所述页岩地层的层段同时为高成熟页岩层段、富有机质层段、硅质页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第五类有利层段；
当所述页岩地层的层段同时为高成熟页岩层段、富有机质层段、混合页岩层段时，确定所述页岩地层的层段为第六类有利层段。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一预设值为0.5％，所述第二预设值为1.2％，所述第三预设值为2％，所述第四预设值为3.5％；
所述第五预设值为1％，所述第六预设值为2％。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一预设百分比分布为：第一矿物含量＞50％，第二矿物含量＜50％，第三矿物含量＜50％；所述第二预设百分比分布为：第一矿物含量＜50％，第二矿物含量＞50％，第三矿物含量＜50％；所述第三预设百分比分布为：第一矿物含量＜50％，第二矿物含量＜50％，第三矿物含量＞50％；所述第四预设百分比分布为：第一矿物含量＜50％，第二矿物含量＜50％，第三矿物含量＜50％。
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