东营凹陷油_源特征与含油气系统划分

东营凹陷油_源特征与含油气系统划分 东营凹陷油气成藏体系的划分及定量评价 1 , 2 1 , 2 1 , 2姜福杰,姜振学,庞雄奇 1 . 中国石油大学盆地与油藏研究中心 ,北京 102249 2 . 中国石油大学石油天然气成藏机理教育部重点实验室 ,北京 102249 摘要 : 油气成藏体系作为油气评价单元的一种全新的研究思路 ,与勘探目标结合更加紧密 ,油气成藏门限从定量的角度阐 述油气藏的形成及分布规律 ,尤其对于高勘探程度的地区而言 ,剩余资源的预测更为准确 . 在对东营凹陷油气成藏体系划 分的基础上 ,利用油气成藏门限理论对各成藏体系进行了定量评价 . 结果表明 : 东营凹陷所划分的 8 个成藏体系都进入了 8 8 成藏门限和资源门限 ,凹陷总剩余资源量为 17 . 03 ×10t ; 其中 ,成藏体系 ?、?的剩余资源最大 ,分别为 4 . 41 ×10t 、 8 8 8 3 . 10 ×10t ; 而成藏体系 ?、?最小 ,分别为 0 . 90 ×10t 、0 . 22 ×10t ; 其余成藏体系介于其间 . 可知 ,成藏体系 ?、?为最 有利勘探潜力区 . 关键词 : 东营凹陷 ;油气成藏体系 ;油气成藏门限 ;定量评价 . () 文章编号 :1000 - 2383 200805 - 0651 - 10 中图分类号 : P618 收稿日期 :2008 - 01 - 24 Division and Quant itat ive Eval uat ion of Petroleum Accumulat ion System in Dongying Sag 1 ,2 1 ,2 1 ,2J IA N G Fu2jie, J IA N G Zhe n2xue, PA N G Xio ng2qi 1 . B asi n an d Rese rv oi r Resea rc h Cente r o f Chi na U ni ve rsi t y o f Pet role u m , B ei j i n g 102249 , Chi na 2 . Ke y L aborat or y f or H y d roca rbon A cc u m ul at i on M ec hanis m o f E d ucat i on M i nist r y , B ei j i n g 102249 , Chi na Abstract : The t heo r y of oil accumulatio n t hre shold de scribes t he fo r matio n and di st ributio n of re servoir s qua ntitatively , w hich i s bet ter t ha n o t her t heo rie s in p redicting undi sco vered re so urces in mat ure explo ratio n a rea . In t hi s a rticle , Do ngying sag wa s divided into eight p et roleum accumulatio n system , a nd t hey were quantitatively e stimated by t he t he t heo r y of oil ac2 cumulatio n t hre shold. The re sult s sho w s t hat all of t hem have entered t heir t hre sholds of oil accumulatio n a nd reso urce s. 8 The to tal re so urce s undi sco vered i s 17 . 03 ×10t in Do ngying sag. ? a nd ? pet roleum accumulatio n systems have 4 . 41 × 8 8 10t and 3 . 10 ×10t undi sco vered reso urce s , re spectively , w hich are much mo re t han re st p et roleum accumulatio n systems. 8 8 ? a nd ? pet roleum accumulatio n systems have t he lea st undi sco vered re so urce s 0 . 90 ×10t a nd 0 . 22 ×10t , resp ectively. So ? a nd ? pet roleum accumulatio n systems are t he po tential area s to explo re. Key words : Do ngying sag ; p et roleum accumulatio n system ; oil accumulatio n t hre shol d ; qua ntitative eval uatio n. () ,其自生成至运聚成藏是一方法 赵旭东 ,1986 ;宋芝祥 ,1987 ;武守诚 ,1994,对 油气属于流体矿产 个复杂的地质过程 ,如何准确地掌握这一过程并最 陆相盆地油气藏的形成及分布规律和资源评价进行 终预测油气资源远景 ,一直是难点和热点 . 我国石 了卓有成效的探索 ,总体而言 ,这些研究仍以定性为 油地质学家在长期的找油实践中建立了具有中国特主 ,造成评价结果粗糙而且可靠性低 . 而对于油气 ( 色的陆相石油地质理论 胡朝元 , 1982 ; 胡见义等 ,评价单元来讲 ,国内外学者也提出不少理论和划分 () 方案 胡朝元 ,1982 ; Ma goo n a nd Do w , 1994,但是 ) 1986 ;刘兴材等 ,1996 ; 林畅松等 ,2000和资源预测 ( ) 基金项目 :国家自然科学基金项目 No . 40472078. ( ) 作者简介 : :姜福杰 1979 - ,男 ,博士 ,讲师 ,研究方向为油气成藏机理与分布规律. E2mail : jfj ht b @163 . co m 众多理论存在的一个共同问题就是划分方案与勘探要为 Es1 . 东营凹陷成油条件好 、油藏类型多 、储量 目标衔接不够紧密 ,导致评价结果应用性降低. 因 丰度大 ,历经 30 多年的勘探 ,累计探明石油地质储 8 8 此本文尝试从定量研究的角度出发 ,在油气成藏体 量 20 . 02 ×10t ,控制石油地质储量 1 . 67 ×10t ,预 8 () 系 庞雄奇等 ,2003a划分的基础之上 ,利用油气成 测石油地质储量 3 . 14 ×10t ;探明天然气 142 . 73 ×8 3 10m,属于中高勘探区 ,因此合理而准确的预测剩 ( ) 藏门限理论 庞雄奇等 , 2000 , 2003 b, 对东营 凹 陷 余油气资源及其分布规律 ,对于指导今后的油气勘 的油气资源潜力和分布规律进行定量研究 . 探至关重要 . 1 地质背景 2 油气成藏体系的划分 东营凹陷是渤海湾盆地济阳坳陷南部的第三系 富油气凹陷 ,是渤海湾裂谷系内典型的开阔型箕状 2 . 1 概述 凹陷. 凹陷主要由利津 、博兴 、牛庄和民丰 4 个次级 () 油气成藏体系 成藏体系是指地表以下油气成 洼陷和中央隆起带 、石村断裂带 、北部陡坡带 、南部 藏的自然体系 ,它包括了形成油气藏的一切必要元 2 斜坡带等若干个二级构造带组成 , 面积 5 700 k m() 素 要素,如烃源体 、输导体和圈闭以及这些元素之() 图 1. 东营凹陷以下第三系为主要生储油气岩系 . 间有效的配臵结果 ,油气成藏体系必须具备这样的 s s 源岩为 E s4 和 E s,储集层 E s3 和 E s, 区域 性盖 层 主 3 2 结 果 , 即 能 够 产 生 任 何 单 一 元 素 所 不 具 备 的 功 () 能 ———形成油气藏 庞雄奇等 ,2003a. 其与含油气 ( 系统是 两 个 完 全 不 同 的 概 念 Ma goo n a nd Do w , ) 1994. 两者最明显的差异是 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 问题的视角不同 : 含油气系统强调烃源岩的形成 、分布与演化 ,以烃源 岩形成 、分布与演化规律为主线进行系统分析 ,而油 气成藏体系的着眼点在于以聚集单元为中心 ,这样 () 就与勘探目标紧密地结合在一起 图 2. 2 . 2 划分方法及结果 油气成藏体系的划分方法与用分割槽理论划分 ( 油气运 聚 单 元 姜 振 学 和 付 广 , 1994 , 姜 振 学 等 , ) 1997相似 ,首先在成藏组合划分的基础之上 ,将运 图 1 东营凹陷构造位臵及油气藏分布 () 载层顶面 盖层地面流体势场分成几个油气运移方 Fig. 1 Sketch map sho wing t he st r uct ure po sitio n a nd oil 向和运聚区 ,并将其与构造或圈闭的形成演化相结 a nd ga s di st ri butio n in Do ngying sag 合 ,每一个方向所含括的生油岩与其上方的圈闭组 ( )图 2 含油气系统与油气成藏体系概念的区别和联系 庞雄奇等 ,2003a Fig. 2 Diagra ms sho wing diff erence s a nd relatio ns bet ween pet roleum system and pet roleum accumulatio n system 第 5 期姜福杰等 :东营凹陷油气成藏体系的划分及定量评价 653 ( ) 合 ,就构成一个油气成藏体系 .成藏体系 ?、乐安 - 纯化鼻状构造油气成 藏体 系 ( ) ( ) 通过对东营凹陷沙一段底面流体势的计算 ,并进 ?、博兴洼陷南坡油气成藏体系 ?、青城低凸起北 ? ( ) 行归一化处理 ,结合油气成藏体系划分原则 ,将东 坡油气成藏体系 ?、平方王 - 大芦湖油气成藏体系 (( ) ( ) ) 营凹陷划分为 8 个油气成藏体系 图 3,分别为 :东营 ?、滨县凸起南坡油气成藏体系 ?、东营凹陷北 () ( ) 中 央背斜带油气成藏体系 ?、王家岗 - 八面河油气 坡油气成藏体系 ?. 各成藏体系的主要特征见表 1. 图 3 东营凹陷油气成藏体系划分 Fig. 3 Diagra m of divi sio n of p et roleum accumulatio n system in Do ngyi ng sag 表 1 东营凹陷沙河街组油气成藏体系主要特征 Table 1 The main character s of pet roleum accumulatio n system of Sha hejie Fo r matio n , Do ngyi ng sag 成藏体系 面积 油气来源 主要油田 含油层系 运移通道 运移方式 油藏类型 2 ( ) k m 代号 名称 利津 、牛庄 、 东辛 、现河 、 sE902 2 ? 东营中央背斜带 断层 、砂体 垂向 、侧向 构造 民丰 史南 、新立村 王家岗 、八面河 、 Es? 王家岗2八面河 653 牛庄 2 断层 、砂体 垂向 、侧向 构造 、岩性 牛庄 、广利 纯化 、梁家楼 、 利津 、牛庄 、 构造 、 乐安 、乔庄 sE912 2 ? 乐安2纯化鼻状构造 断层 、砂体 侧向 博兴 岩性 、地层 正理庄 、大芦湖 、 金家和博兴 645 ? 博兴洼陷南坡 博兴 Es不整合 、砂体 侧向 地层 、岩性 2 高青 、 花沟 、平南 构造 、 Es604 2 ? 青城低凸起北坡 博兴 砂体 、断层 侧向 构造2岩性 平方王 、小营 、 滨南 、尚店 、林樊家 砂体 、断层 、 Es? 平方王2大芦湖 618 利津 、博兴 2 侧向 构造 、地层 利津 、郝家 、宁海 、 不整合 王庄 、郑家 、单家寺 断层 、砂体 、 Es640 2 胜坨 、宁海 、 ? 滨县凸起南坡 利津 垂向 构造 、地层 不整合 永安镇 、盐家 Es726 2 ? 东营凹陷北坡 利津 、民丰 砂体 、断层 垂向 构造 、岩性 ?姜振学 , 李素梅 , 2005 . 东营凹陷沙四上亚段源岩排烃特征数值模拟与评价. 内部报告. () 式 1中 : Q l i 代表第 i 个条件形成的损耗烃量 ,t ; 其 3 油气成藏门限概述 聚 烃 门 限 的 判 识 标他符 号 的 含 义 如 图 4 所 示. 准为 :3 . 1 基本原理 0 < 未进成藏门限 n 油气自烃源岩生成后到开始聚集成藏的过程 = Q= Q- Q l 0 处于成藏门限 已acP i中 ,要发生大量的损耗 . 成藏门限是指油气成藏体 ? i = 1 进入成藏门限 > 0 系内形成具有工业价值油气藏的过程中所必须耗散 ()2 的最小烃量 . 从地史含义上来讲 ,成藏门限系指油 () 式 2中 Qac 为可供聚集烃量 ; Qp 为源岩生成烃量 ,t . 气开始聚集成藏的临界地质条件 ,满足这一条件 ,油 () 1源岩残留烃量模拟. 源岩残留烃主要包括 ( 气 开 始 富 集 成 藏 姜 振 学 等 , 2002 ; 庞 雄 奇 , 源岩内岩石吸附烃 、源岩孔隙水溶残留烃 、源岩内油 ) 2003 b. 油气的损耗依先后可分为烃源岩残留 、储 溶残留气. 基于实验成果和对烃源岩大量残留烃量 层滞留 、盖前排失 、围岩吸附 、水溶流失和扩散损失 , 资料的统计分析 ,建立了烃源岩液态烃残留临界饱 满足这些损耗后 ,油气进入成藏门限 ,聚集成藏 ; 聚 () () 和量 、吸附烃 气残留临界饱和量 、水溶烃 气残留 集的油气满足后期的构造破坏 、无价值聚集的损失 ( ) 临界饱 和 量 、油 溶 烃 气残 留 临 界 饱 和 量 的 计 算 后 ,进入资源门限 ,这部分烃量称为远景资源量 ,包 公式 . 括特殊资源量和常规资源量两个部分. 其地质模型 ?源岩残留油量计算模型 : 和概念模型如图 4 . ρ( Δ) ( )Q 3 rm= 0 ? 0 ; 进入资源门限 资源源岩4 东营凹陷油气成藏体系定量评价 () 163 () 式 16中 : Q为油气资源量 , m或 kg ; Q、Q分别 re s ds l 成藏门限的确定及可供聚集烃量的计算4 . 1 3 为构造 破 坏 烃 量 、最 小 非 工 业 价 值 聚 集 烃 量 , m利用油气损耗烃量计算模型 ,获得了东营凹陷 或 kg. () 各成藏体系的油气成藏门限 表 2. 不难看出 ,在各 () 1油气构造破坏烃量的计算 . 主要考虑构造 种类型的损耗烃量中 ,以源岩残留烃最大 ,表明源岩 变动强度 、构造变动期次以及区域盖层的性质和类 的排烃效率相对较低 ,尤其是在成藏体系 ?中 , 源 型 、构造变动期与油气运烃门限和高峰期的匹配关 8 系等. 计算模型为 : 岩残留烃量达到了 106 . 43 ×10t ,整个凹陷的残留 8 n 量则达到了 271 . 85 ×10t ,由此可知源岩的排烃效 率仅为 30 . 29 % ,原因在于东营凹陷晚第三系源岩 i Δ() Q= Q= f 强度 、次数 、盖层塑性 、烃量,ds ds ? 以厚层暗色泥岩和油页岩为主 ,断裂不发育 ,排烃不 i = 1 ()17 () 畅 朱光有等 , 2003. 主要与砂体展布及其孔隙度 第一次构造变动破坏烃量为 : 大小有关 ,储层滞留烃量相对较小 ,总计为 35 . 45 ×1 1 1 1 8 4 Δ ()QQKK18 = , dsme d s ca p 10t ;运移流失烃量更小 , 仅为 704 . 16 ×10, 这主 第二次构造变动破坏烃量为 : 要是由于石油在水中的溶解度很小 ,而东营凹陷的 2 1 1 2 2 2 Δ( Δ) Δ Q= [ Q- Q+ Q] KK, ds em ds me s d pca 有机质类型主要为 ? - ?型 , 以生油为主. 成藏A ()19 门限计算 结 果 表 明 , 成 藏 体 系 ?的 成 藏 门 限 值 最 8 () Q为有效运移烃量 ; K为构造变动强19中 : 式 me d s 大 ,为1 2 2 . 5 0 ×1 0t ,其余几个成藏体系成藏门限 第 5 期姜福杰等 :东营凹陷油气成藏体系的划分及定量评价 657 表 2 东营凹陷油气成藏体系油气成藏门限数据 Ta ble 2 Data of p et roleum accumulatio n t hreshold of all pet roleum accumulatio n systems i n Do ngying sag 成藏体系 生烃量 源岩残留烃量 储层滞留烃量 运移流失烃量 油气聚烃门限 可供聚集烃量 8 8 8 8 8 8 ( ( ( ( ( ( ))))))10 t 10 t 10 t 10 t 10 t 10 t 代号 名称 159 . 95 106 . 43 16 . 06 154 . 40 122 . 50 36 . 45 ? 东营中央背斜带 ? 王家岗2八面河 乐安24 . 21 17 . 37 2 . 05 115 . 68 19 . 44 5 . 78 52 . 01 37 . 55 4 . 34 17 . 92 41 . 89 10 . 12 ? 2纯化鼻状构造 ? 博兴洼陷南坡 12 . 86 9 . 64 0 . 973 8 . 48 10 . 61 3 . 25 16 . 09 12 . 64 1 . 04 6 . 00 13 . 67 2 . 42 ? 青城低凸起北坡 31 . 08 22 . 81 2 . 48 71 . 76 25 . 30 4 . 78 ? 平方王2大芦湖 40 . 90 28 . 09 3 . 84 74 . 56 31 . 94 6 . 95 ? 滨县凸起南坡 52 . 89 37 . 32 4 . 67 225 . 36 42 . 01 12 . 87 东营凹陷北坡 ? 389 . 99 271 . 85 35 . 45 704 . 16 307 . 36 82 . 62 总计 表 3 东营凹陷油气成藏体系油气资源数据 Ta ble 3 Data of p et roleum re so urces of all pet roleum accumulatio n systems in Do ngying sag 成藏体系 可供聚集烃量 构造破坏烃量 无价值聚集烃量 资源量 探明储量 剩余资源量 8 8 8 8 8 8 ( ( ( ( ( ( ))))))10 t 10 t 10t 10 t 10 t 10 t 代号 名称 36 . 45 7 . 72 20 . 23 8 . 50 5 . 40 3 . 10 ? 东营中央背斜带 5 . 78 0 . 26 0 . 42 5 . 10 2 . 64 2 . 46 ? 王家岗2八面河 乐安 ? 2纯化鼻状构造 博兴10 . 12 1 . 77 4 . 46 3 . 89 2 . 00 1 . 89 3 . 25 0 . 82 1 . 13 1 . 30 0 . 40 0 . 90 ? 洼陷南坡 2 . 42 0 . 85 1 . 09 0 . 48 0 . 26 0 . 22 ? 青城低凸起北坡 ? 平方王2大芦湖 4 . 78 0 . 24 0 . 50 4 . 04 1 . 90 2 . 14 6 . 95 0 . 59 2 . 86 3 . 50 1 . 59 1 . 91 ? 滨县凸起南坡 12 . 87 0 . 49 1 . 68 10 . 70 6 . 30 4 . 41 东营凹陷北坡 ? 82 . 62 12 . 74 32 . 37 37 . 51 20 . 49 17 . 03 总计 8 8 4值分布在 10 . 61 ×10,42 . 01 ×10t 的范围内 ,以 ,仅 为 0 . 22 ×10 t , 其 余 几 个 成 藏 体 系 介 于最小 8 8 成藏体系 ?最小. 可供聚集烃量中 ,成藏体系 ?为0 . 9 ×10, 2 . 46 ×10t , 凹 陷 总 剩 余 资 源 量 为 8 8 8 36 . 45 ×10t ,其次为成藏体系 ?和成藏体系 ?,在17 . 03 ×10t ,结合目前 20 . 49 ×10t 的探明储量 ,8 10 ×10t 以上 , 其 余成 藏体 系 的可 供聚 集 量均 在东营凹陷的资源探明率为 54 . 6 %.8 10 ×10t 以下 .4 . 3 油气成藏体系的定量评价 4 . 2 资源门限的确定及资源量的计算综合以上两个方面的研究成果 ,将东营凹陷各 成藏体系的生烃量 、排烃量 、可供聚集烃量 、资源量 、东营凹陷经历了侏罗纪前 、燕山运动二幕 、燕山 运动尾幕 、喜山运动济阳幕 、喜山运动东营幕等 5 次 探明储量和剩余资源量以柱形图的形式投到成藏体 系内 ,并将剩余资源量与各成藏体系面积相除 ,得到 构造运动 ,但是由于 凹陷 油 气成 藏期 相 对较 晚 , 因 此 ,早期的构造运动对于油气成藏没有影响 ,只是喜 各成藏体系剩余资源强度 ,从而获得油气成藏体系 () 山运动对于油气成藏具有一定的破坏作用 ,利用构 的定量评价图 图 5. 不难看出 ,东营凹陷剩余资源 (造破坏烃量计算模型获得了构造破坏烃量 庞雄奇 , 量主要分布在成藏 体系 ?、?中 , 其 次 为成 藏体 系 ) () 2003 b表 3 . 按照目前东营凹陷勘探开发情况 , ?、?,再次为成藏体系 ?、?,而成藏体系 ?、?相 4 将最小经济规模油藏储量定位 15 ×10t ,获得了东 对较差. 剩余资源强度以成藏体系 ?最大 ,超过了 4 2 ( ) 营凹陷不同成藏体系的非工业聚集烃量 表 3. 结 60 ×10t / k m,其次为成藏体系 ?、?、?,在 30 × 4 4 2 合可供聚集烃量计算结果及目前已探明储量的统计 10,60 ×10t / k m之间 ,成藏体系 ?、?则在20 × 4 4 2 ( 结果 ,获得了各成藏体系资源量 和剩 余 资源 量 表 10,30 ×10t / k m之间 , 成 藏 体 系 ?最 差 , 小 于 4 2 ) 10 ×10t / k m.3,在 剩余 资源 量 中 , 成藏 体系 ?最 大 , 为 4 . 41 × 4 4 10t ,成藏体系 ?次之 ,为 3 . 10 ×10t ,成藏体系 ? 成藏体系 ?油气来源于民丰洼陷 ,其烃源岩品 图 5 东营凹陷油气成藏体系定量评价 Fig. 5 Diagra ms sho wing Q uantitative eval uatio n of p et roleum accumulatio n syst ems in Do ngying sag 质好 ,排烃量大 ,为形成丰富的油气聚集提供了有利 5 结论 的物质保障 ;该成藏体系位于东营凹陷陡坡带 ,接近 物源且快速堆积 ,有利于有机质的保存和孔隙空间 () 1油气成藏的首要条件是生成的油气量大于 的保护 ,快速堆积形成了良好的砂泥岩互层 ,为形成 损耗的油气量 ,在量值上成藏门限与油气聚集前损 大规模的岩性圈闭和地层圈闭提供了条件 ,并且陡() 耗的最低烃量对应一致 ; 2油气成藏门限是形成油 坡带控凹断裂发育 ,为深层油气的垂向运移提供了 气藏所需的最小损耗烃量的表征 ,其值越大表明成 优势通道的同时 ,形成了丰富的断层相关圈闭. 晚 ( ) 藏的难度也越大 ,反之则容易 ; 3东营凹陷可以划期坳陷沉积阶段 ,构造稳定 ,新近系地层形成了良好 分出 8 个成藏体系 ,各成藏体系都进入了成藏门限 的封盖条件 . 由此看来 ,成藏体系 ?具备良好的生 和资源门限 ,其中 ,成藏体系 ?的剩余资源量最大 , 储盖组合特征 ,且圈闭类型多样 ,输导条件优越 ,多 ( ) 其次为成藏体系 ?,成藏体系 ?最小 ; 4东营凹陷 8 种类型油藏同时发育 . 总的剩 余 资 源 量 为 17 . 03 ×10t , 资 源 探 明 率 为 成藏体系 ?与成藏体系 ?相比 ,油气主要来源 54 . 6 % ,剩余资源强度最大的为成藏体系 ?,成藏体 于牛庄洼陷和利津洼陷 ,排烃量同样较大 ,油气物质 系 ?次之. 基础丰富 . 中央隆起带断裂发育 ,输导条件优越 ,断 裂控制的圈闭类型较多 ,且发育各种透镜体岩性圈 Ref erences () 闭 郝雪峰等 ,2006 ;李素梅等 ,2007. Fu , X. T. ,L u , S. F. ,1997 . Di ssolving cha racter fo r t he co m2 综上所述 ,多种圈闭类型配合良好的输导条件 po nent s of nat ural ga s and it s significance . Geoc hi m ic a , 和丰富的油源 ,加之新近系发育的区域盖层 ,使得这 () () 26 3:60 - 66 in Chine se wit h Engli sh a bst ract. Hao , S. S. , Zha ng , Z. Y. ,1993 . The chavt acteri stic of t he sol2 些成藏体系成为剩余资源强度较大的有利区带 . 第 5 期姜福杰等 :东营凹陷油气成藏体系的划分及定量评价 659 ) ubilit y of nat ural ga s in fo r matio n wat er s a nd it s geolo g2 Chine se wit h Engli sh abst ract. ( ) ical significa nce . A ct a Pet rolei S i nic a , 14 2 : 12 - 22 Magoo n ,L . B . , Do w , W. G. , 1994 . The pet roleum system : () in Chine se wit h Engli sh a bst ract. A A P G M em oi r ,60 :3 - 24 . Fro m so urce to t rap . Hao , X. F. , Chen , H . H . , Gao , Q . L . , et al . , 2006 . Micro2 Pang , X. Q . , J ia ng , Z. X. , L i , J . Q . , et al . , 2000 . 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