论能源革命与科技使命

邹才能, 潘松圻, 党刘栓

2019, 41(3): 1-12. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.04.07.01

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能源是一个国家强盛的动力和安全的基石。世界能源发展正处在由煤炭、油气向新能源第三次转换的新阶段，形成石油33%、天然气24%、煤炭28%、新能源15%"四分天下"新格局。中国正处在以煤炭为主的能源时代，"富煤但油气不足"的资源禀赋造就煤炭59%、石油19%、天然气8%、新能源14%的"一大三小"结构，需开展能源结构转型革命，迈向煤炭40%、油气31%、新能源29%"三足鼎立"新局面。中国石油工业正在由常规油气向非常规油气发展，形成"常-非并举"格局，开展从单体圈闭"油气藏"到大面积"甜点区"的理论革命、从直井天然能量到水平缝网"人工油气藏"的技术革命、从人工作业到信息智能化低成本开发的管理革命、从能源政治到重塑能源新版图的战略革命。中国能源转型道路选择"减煤稳油增气、大力发展新能源"两大方向，面临煤炭清洁化利用、油气对外依存度攀升、新能源未来支柱产业不明朗"三大挑战"，需布局煤炭、油气、新能源"三大战略领域"，开展能源供给侧、能源消费侧、能源技术侧、能源体制侧"四大革命"，把握现行国家政策、"一带一路"战略、新一轮油价回暖、天然气规模发展、新能源技术革命方向"五大机遇"，完成中国能源转型的历史使命。社会文明发展和科学技术进步是驱动能源转型的两大动力，社会文明发展是内在动力，科学技术进步是根本动力，从传统化石能源向非化石新能源转型是能源发展的必然趋势和必然选择。

正交各向异性岩石弹性参数的空间展布

桂俊川, 陈平, 马天寿

2019, 41(3): 13-28. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.21.02

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岩石力学参数是研究井壁稳定和压裂改造的基础参数，其值可以根据刚度矩阵来计算。目前基于刚度矩阵计算岩石力学参数的模型均将地层视为VTI介质，欠缺对实际地层中大量存在的ORT特征的考虑，并忽视了观测坐标系对岩石力学性质的影响。本研究考虑页岩气地层ORT特性，基于岩石本构方程，推导出岩石力学参数的刚度参数表达式。首先，从岩石本构关系出发，推导出岩石力学参数的刚度矩阵表达式；其次，考虑井眼与地层的交角，结合岩石力学参数的定义，通过坐标变换，建立了观测坐标系下岩石力学参数的计算方法，并对不同观测坐标系下的岩力学参数进行了分析比较；最后，考虑实际地层由页岩-砂岩互层组成，研究了砂岩含量的变化对观测坐标系下岩石力学参数的影响。

张家湾地区长₇页岩生烃潜力及孔隙结构特征

唐建云, 张刚, 樊宏伟, 刘见通, 陈玉宝

2019, 41(3): 29-41. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.03.12.01

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为了摸清直罗油田张家湾地区延长组长₇页岩生烃潜力及孔隙特征，通过岩石学、有机地球化学分析以及利用扫描电镜、氩离子抛光等技术手段，对研究区长₇页岩进行了展布特征、地球化学特征和孔隙特征分析。结果表明，研究区延长组长₇段黑色湖相页岩在平面上和纵向上均存在差异，具有"北西厚、南东薄"的特征；长₇油页岩有机质类型以I型和Ⅱ₁型为主，有机质成熟度高，为好的烃源岩，页岩储层属于I类富集型储层；孔隙类型以粒间孔、晶间孔、溶蚀孔和有机质孔为主；孔径以<0.5 μm为主，储层喉道半径主要在100~750 nm，孔隙度变化范围较大，主要在0.5%~1.9%，平均约1.0%。研究认为，研究区"新发现"的长₇页岩生烃潜力较大，可动油含量较高。

油气分段捕获揭示震旦——寒武系天然气成藏过程

刘欢, 李明隆, 江林, 夏吉文, 王廷栋

2019, 41(3): 42-50. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.10.27.01

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烃源岩生烃具有时间和空间上的序列性，构造活动和圈闭的形成也具有阶段性，加之富集型古油藏和分散型滞留原油产生的裂解气也会大量运移聚集，因此，油气成藏可能经历多个阶段。基于以上油气分段捕获原理"将今论古"地分析四川盆地南部威远、资阳、高石梯-磨溪3个典型构造的震旦系-寒武系天然气成藏过程与成藏规律，从而预测其他未知区块的成藏潜力。研究认为，高磨地区作为继承性古隆起，震旦系-寒武系圈闭几乎捕获了烃源岩从早期生油到晚期干酪根生气所有阶段的油气；威远、资阳震旦系-寒武系圈闭则仅捕获了部分阶段的油气，对于未知区块-泸州古隆起区来讲，其震旦系-寒武系能捕获生气高峰及其以后阶段所有的天然气，包括分散型滞留原油裂解气和晚期干酪根裂解气，如果落实好储层和圈闭，天然气勘探潜力很大。

北部湾盆地涠西南凹陷原油成因类型及分布特征

杨希冰, 金秋月, 胡林, 胡德胜

2019, 41(3): 51-60. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.14.01

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在大量采集涠西南凹陷烃源岩和原油饱和烃色谱、色谱-质谱、碳同位素等资料基础上，对涠西南凹陷烃源岩特征进行分析，根据地球化学特征差异划分为A、B、C等3类烃源岩。系统分析原油有机地球化学特征差异性，对不同层系原油物性进行统计梳理，依据甾、萜烷、饱和烃组成等进行原油成因类型划分，将涠西南凹陷原油分为A、B1、B2、C1和C2等3大类5亚类。通过油源精细对比和原油空间分布特征分析，A类原油来源于A类源岩，主要分布在1号、2号和3号断裂附近及东南部的斜坡部位；B1和B2类原油来源于B类源岩，其中B1类原油主要分布在2号断裂附近，B2类原油主要在3号断裂附近；C1和C2类原油来源于C类源岩，C1类原油分布在与B1类原油相近的区域，C2类原油主要集中分布在2号断裂与3号断裂接近交互的部位。

非均质滩相储层地震反射特征及识别

代瑞雪, 冉崎, 关旭, 梁瀚, 赖强

2019, 41(3): 61-70. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.01.11.02

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四川盆地川中地区龙王庙组储层非均质性较强，造成地震反射特征多样化。为此，基于实钻资料的深入分析，结合模型正演总结了川中地区龙王庙组储层地震反射模式，刻画出有利滩相储层的展布。研究结果表明，基于实钻资料厘清了川中地区龙王庙组滩相储层的变化规律，认为磨溪主体储层较发育，外围区储层普遍较薄且非均质性更强；川中龙王庙组储层存在5种地震反射模式，其中，顶界波谷、内部强峰和双峰反射特征为龙王庙组有利地震响应特征；按照"储层底界对应亮点波峰，储层发育程度影响龙王庙组顶界反射"的思路可有效识别龙王庙组滩相储层，其中，磨溪主体为滩体连片发育区，外围区发育北东向条带状展布点滩。

柴达木盆地东坪气田基岩储层裂缝建模方法研究

战雕, 邵振鹏, 曾丽, 王英军, 佟林

2019, 41(3): 71-79. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.09.03

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东坪气田基岩气藏是罕见的非常规裂缝性气藏，有效模拟天然裂缝的发育状况及展布特征十分困难。针对这一问题，在分析东坪气田基岩气藏储集空间特征的基础上，确立了基岩储层DFN离散裂缝模型的建立思路。先基于成像测井解释的裂缝倾角、裂缝方位角等裂缝特性参数，将东坪基岩储层裂缝分为两组走向近似垂直的天然裂缝，分别模拟了两组天然裂缝的密度分布。再以裂缝密度曲线作为目标曲线、地震综合属性体作为趋势约束体，建立了DFN离散裂缝分布模型。通过提取裂缝密度、孔隙度及渗透率等属性参数，研究了东坪基岩储层裂缝的分布特征，发现裂缝主要受断层控制，平面上和纵向上均存在强的非均匀发育特性。最后，运用东坪基岩储层生产动态特征和气藏数值模拟的产量历史拟合效果检验了DFN离散裂缝模型对基岩储层的适用性。研究成果可为非常规基岩储层的裂缝模拟提供强有力的技术手段。

水力裂缝形貌对酸刻蚀行为及导流能力影响

苟波, 李骁, 马辉运, 周长林

2019, 41(3): 80-90. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.10.28.01

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目前酸压裂缝导流能力实验多采用光滑岩板模拟地层水力裂缝，忽略了裂缝粗糙形貌对酸刻蚀行为、导流能力影响。采用自研装置"酸压裂缝导流能力测试系统"，分别用光滑岩板、粗糙岩板模拟光滑裂缝、粗糙裂缝，研究了不同注酸排量、注酸时间下两种不同形貌水力裂缝的酸刻蚀行为和导流能力特征。结果表明，酸刻蚀后光滑裂缝轮廓线迂曲度增加；粗糙裂缝相反，酸刻蚀作用体现为削"峰"深"谷"。增加注酸排量或注酸时间，粗糙裂缝的高程变化、裂缝宽度、酸溶蚀量和导流能力增加幅度均明显大于光滑裂缝，且导流保持能力更好；粗糙裂缝对注酸参数变化更敏感。粗糙岩板利于真实评价储层条件下酸压裂缝导流能力，提高酸压方案设计的针对性，改善酸压效果。

基于模糊数学的凝析气藏开发效果评价方法

赵坤山, 王勇, 丁丽娟, 崔灿, 贺海波

2019, 41(3): 91-99. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.11.22.01

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目前凝析气藏普遍采用衰竭式开发，但适用于凝析气藏衰竭开发效果评价方法较少，针对这一问题，开展了凝析气藏开发效果评价方法研究，选取影响凝析气藏开发效果的关键参数，建立了反映开发效果的生产指标体系，采用了模糊数学理论方法分析了关键参数对开发效果的影响权重，绘制了评价开发效果的理论图版，以实际数据与理论图版曲线的吻合度为评分标准，构建了适用于凝析气藏衰竭开发效果评价的新方法。实例分析表明，该方法能从产能、地层能量、水驱程度、采出程度、井流物组分5个方面全面评价凝析气藏衰竭开发效果，评价结果全面、准确可靠，能够为现场生产提供指导。

适合海上Q油田的活性聚合物调驱性能评价

吴彬彬, 陈斌, 王成胜, 吴晓燕, 左清泉

2019, 41(3): 100-106. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2017.11.07.20

摘要 ( 379 )

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针对海上Q油田非均质性强及综合含水率高的问题，开展了活性聚合物调驱性能研究。研究中采用流变仪和界面张力仪考察了活性聚合物的增黏性和界面活性，采用室内物理模拟实验考察了相同黏度下活性聚合物的注入性、驱油能力以及不同注入方式下的驱油效率。研究结果表明，相比普通聚合物，活性聚合物增黏性好，具有低浓高黏特性；浓度高于400 mg/L时，油水界面张力低于11 mN/m；在注入岩芯时，岩芯末端起压明显，具有一定的深部调剖能力；相同黏度下活性聚合物的驱油效率要比普通聚合物高8.66%，聚合物与水交替注入时提高采收率幅度最高，达到22.34%。

水平气井井筒气液两相流型预测

刘永辉, 罗程程, 刘通, 任桂蓉, 王中武

2019, 41(3): 107-112. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.11.01

摘要 ( 312 )

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准确判断产水水平气井井筒流型是预测其井筒压降、合理制定排水采气方案的关键。水平井沿流向井斜角从90 °到0连续变化，目前尚无描述水平井两相流动的统一流型图，只能分别采用描述水平管、倾斜管和垂直管的3个流型图来分段处理，各流型图实验条件差异大；且产水气井日产水量极小，气液比极高，易超出工程常用气液两相管流流型图的坐标值范围，导致其预测结果误差大。为此研制了水平段-倾斜段-垂直段的水平井空气-水两相流动模拟实验装置，考虑产水气井特高气液比的特点开展了7组管斜角641组水平井气水两相管流流型实验，归纳水平气井的5种流型及其典型特征。引用Duns&Ros定义的无因次气液速度准数，增加管斜角为X轴，绘制了描述水平气井气液两相管流的三维流型图，给出了BP神经网络模型预测水平气井井筒流型的方法。川西气田20口水平气井测压数据验证表明，该流型图预测正确率达90%。

低渗气藏多级压裂水平井产能模型及影响因素

白慧, 田敏, 冯敏, 刘鹏程, 王海涛

2019, 41(3): 113-120. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.03.24.01

摘要 ( 324 )

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多级压裂水平井（MFHW）能大幅度提高低渗气藏的单井产能，提高低渗气藏的开发效益，而准确计算气井产能并分析其影响因素是压裂优化设计、气藏科学开发的基础。为低渗气藏MFHW产能计算建立了一个严格的数学模型，综合运用Laplace变换、叠加原理、积分方程的边界离散求解法、矩阵理论等数学方法成功地对模型进行了求解，并对不同因素影响下的产能进行了定量计算和分析，分析了气层有效厚度、气藏渗透率、压裂缝条数、压裂缝半长、压裂缝导流能力对气井产能的影响，同时也分析了地层流入各条压裂缝流量的差异。研究结果表明，气层有效厚度或气藏渗透率增大时，气井产量几乎呈线性增大；压裂缝条数、压裂缝半长、压裂缝导流能力增大，产量增大，但前期增速快，后期增速慢；地层流入各条压裂缝的流量在早期差别不大，晚期差别明显——端部流量大于中部流量。

水平井自适应控水与砾石充填复合工艺试验

赵旭

2019, 41(3): 121-128. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.12.06.01

摘要 ( 266 )

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在易出砂地层水平井开发中，单独应用自适应调流控水筛管难以实现良好的防砂效果，需要研究一种自适应调流控水与砾石充填相结合的新型完井工艺。为此，对影响充填砾石运移的排量、砂比、冲筛比、漏失量、携砂液黏度等试验工艺参数进行设计优化。根据试验工艺参数设计结果，自主设计并搭建水平井自适应调流控水砾石充填的地面模拟试验装置，并开展两次水平井自适应调流控水砾石充填试验。试验结果表明，优选的低密度砾石，解决了充填排量受限的难题。在优选的充填参数条件下，充填效率达到100%。充填砾石的轴向渗流阻力远大于径向渗流阻力，可实现环空封隔器作用，充分发挥调流控水装置的控水稳油功能。最终得到合理的施工参数范围，为现场应用提供有效指导。

大牛地气田二次增压时机及增压方案优选

万伟, 练章华, 彭星煜, 刘力升, 刘畅

2019, 41(3): 129-136. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.02.01

摘要 ( 237 )

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大牛地气田不断开发导致首站集中增压已不能满足气田开发的需要，同时在一期首站集中增压的基础上已经有约40%的气井压力接近管网压力，因此急需采取二次增压集输工艺。通过对气井油压的变化规律分析，确定二次增压的增压时机，并针对气田特点提出4种二次增压集输模式：（1）单井增压方案；（2）集气站分散增压方案；（3）区域集中增压方案；（4）区域集中增压+集气站分散增压方案。并从技术经济角度对4种模式进行对比优选，最终结果表明，区域增压+集气站分散增压方案既能满足管网外输的要求，又能保证经济效益，是二次增压方案中最合理的一种模式。

惠州油田含水原油流变性的实验研究

陈小榆, 陈思佳, 张杰, 陈韵娴, 刘礼豪

2019, 41(3): 137-142. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.03.01

摘要 ( 270 )

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为了研究温度、含水率对惠州油田原油表观黏度的影响，利用MCR302型高温高压流变仪对含水原油的流变性进行了测试。实验表明，当含水率一定时，表观黏度与温度成指数规律分布；温度一定时原油的表观黏度与含水率成三次多项式分布。结合量纲分析，给出了表观黏度与温度、含水率的综合关系式。拟合了综合关系式中的系数，绘制了表观黏度与温度、含水率的三维曲面图，并分析了数据拟合的精度。研究认为，该综合关系式从本质上反映了温度、含水率对表观黏度的影响，对高含水原油在集输过程中压降的计算具有重要的指导意义。

热力射流温度场及温度应力数值模拟研究

王国华, 谭军, 熊继有, 韩进强, 匡生平

2019, 41(3): 143-150. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.03.15.01

摘要 ( 265 )

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热力射流破岩技术是指利用高温介质诸如超临界水对岩石进行快速局部加热达到破碎岩石的目的。由于岩石基质热导率很低，因此会在岩石表面形成温度应力。当温度应力超过岩石的强度，会在岩石内部形成微裂缝，且裂缝不断扩展最终使得岩石表面发生热裂解，热裂解作用导致岩石表面从本体脱落从而使得岩石破碎。基于热-固耦合理论建立了热裂解钻井模型，利用Crank-Nicolson差分方法求解得到了热裂解过程中井底岩石温度场和温度应力的分布规律。结果表明，在热裂解钻井过程中，岩石受热部分温度迅速升高，在径向和轴向方向上产生温度梯度；受热部分体积膨胀在径向方向上受到压应力作用，在轴向方向上发生屈曲，受到剪应力作用。研究成果对热裂解钻井的现场应用具有十分重要的指导意义。

一种基于水淹影响的相渗曲线重构方法

李金宜, 段宇, 周凤军, 朱文森, 信召玲

2019, 41(3): 151-159. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.11.16.01

摘要 ( 284 )

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针对储层水淹对地层流体渗流规律影响刻画较难的问题，基于渤海典型疏松砂岩稀油油藏LD油田和稠油油藏Q油田密闭取芯井岩芯样品，开展水淹程度对油水相渗曲线影响实验研究。基于水淹对相渗影响认识，提取不同水淹程度下相渗曲线特征参数并重新组合，建立两种类型油藏考虑水淹影响的"全寿命"油水相对渗透率曲线。实验结果表明，与采用未水淹、弱水淹层段岩石样品完成的油水相对渗透率曲线相比，中水淹、强水淹层段相渗曲线束缚水饱和度更高，残余油饱和度更低，等渗点更偏右，驱油效率更高。与不考虑水淹情况相比，考虑水淹影响的重构相对渗透率曲线，其残余油饱和度和束缚水饱和度更低，含水饱和度相同时，两相相对渗透率均呈现整体降低趋势，最终驱油效率增大。与不考虑水淹影响的方案相比，考虑水淹影响的重构相渗在Q油田矿场数值模拟中应用，在含水98%时的采出程度提高近1%。

水下生产系统连接器及其关键技术

唐洋, 张中根, 易典学, 刘佩松, 安家伟

2019, 41(3): 160-168. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.02.08.01

摘要 ( 312 )

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水下生产系统是深水油田和边际油田开发的一种主流模式。水下生产系统连接器是水下生产系统中将海底井口、采油树系统、管汇系统及水下控制系统进行连接的装置，因而其是构建完整水下生产系统的关键装置之一。为了进一步推进水下生产系统连接器的国产化进程，在调研其国内外研究现状的基础上，对卡爪式、卡箍式以及螺栓法兰3大主要连接器的结构特点和功能原理进行了简要概述，并对其特性进行了比较分析；同时，通过分析3类连接器的典型产品，总结了相关产品技术上所具有的共性，并揭示相关技术的发展趋势；最后，结合以上分析，总结了水下生产系统连接器的定位对中、锁紧和密封等关键技术，并明确了研发的难点所在。通过对现有水下生产系统各类连接器及其关键技术进行分析，可为突破其技术难点，实现其国产化提供建议和明确方向。

逆断层作用下埋地管道局部屈曲行为研究

张杰, 陈小华, 鲁鑫, 彭昀飞

2019, 41(3): 169-176. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.20.02

摘要 ( 357 )

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为研究断层作用下埋地管道的局部压溃和起皱行为，以黄土地层埋地管道为例，建立了管土耦合数值计算模型，分析了逆断层作用下埋地管道的变形及局部屈曲过程，研究了内压、径厚比及地层位错量对管道局部屈曲模式的影响规律。结果表明，随着地层位错量增大，断层面两侧管道出现应力集中，并逐渐演化为局部屈曲，埋地管道变形曲线由S形变为Z形，断层面两侧的管道变形并非呈对称或反对称分布，上盘区的管道屈曲现象较下盘区更为严重；地层位错量大于3倍管径时，管道轴向应变迅速增大；无压管道和低压管道的局部屈曲模式为压溃，而随着内压的增大，管壁屈曲模式由压溃变为起皱，且管道起皱幅度随着内压的增大而增大；上盘区管段屈曲部位与断层面之间距离受内压、径厚比影响较小，而压溃模式下下盘区屈曲部位与断层面之间的距离随着内压的增大而减小，起皱模式下二者之间的距离随着内压的增大而增大；不同地层位错量作用下，管道最大轴向应变随径厚比的变化呈现出不同变化规律。

多价金属离子对有机硼胍胶压裂液的影响及对策

汪志臣, 吕振虎, 董景锋, 张凤娟, 周培尧

2019, 41(3): 177-184. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.12.03

摘要 ( 298 )

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针对新疆油田环玛湖地区浅层地下水、稠油热采水、压裂返排液中存在多价金属离子（Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺），影响其配制的胍胶压裂液性能。通过模拟不同种类和浓度多价金属离子水溶液，分析多价金属离子对有机硼胍胶压裂液溶胀、交联及耐温耐剪切性能的影响规律，研究了NSA、EDTA、CA，3种络合剂对多价金属离子的屏蔽效果。研究表明，多价金属离子对有机硼胍胶压裂液影响程度依次为Fe²⁺ > Fe³⁺ > Mg²⁺ > Ca²⁺；3种络合剂对Mg²⁺屏蔽能力为CA>NSA>EDTA，对Ca²⁺屏蔽能力为NSA > EDTA > CA，对Fe³⁺屏蔽能力为EDTA > NSA。为不同水质配制有机硼胍胶压裂液选择络合剂提供了依据。

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