CN107861162B - 基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法及*** - Google Patents
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Abstract
公开了一种基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法及***。该方法可以包括:确定无裂缝地层的基质电阻率特征;获得裂缝地层的电阻率特征,确定裂缝地层的电阻率响应特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;对微电极测井电阻率曲线进行拐点分析,获得微电极测井电阻率拐点数据,提取裂缝发育的深度位置;根据无裂缝地层的基质电阻率特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值、微电极测井电阻率拐点数据,对裂缝进行识别,计算裂缝的测井响应指数。本发明实现对单条裂缝的识别及评价,降低了传统方法的不确定性因素,提高精度,为裂缝性油气藏的三维裂缝建模提供了可靠的数据基础。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理勘探及油田开发领域,更具体地,涉及一种基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法及***。
背景技术
裂缝性油藏是油气勘探开发中常遇到的一类油气藏,如何有效地识别天然裂缝对合理高效的开发该类油气藏具有重要的意义。目前主流的利用常规测井识别裂缝的方法是采用常规测井的声波测井,侧向测井及感应测井对裂缝进行识别,但由于该类测井仪器的纵向分辨率及横向探测深度的影响,上述测井系列只能在宏观上定性的识别出裂缝发育带,对单条裂缝的识别存在很大的局限性。本发明提供了一种利用微电极测井资料,结合常规测井,钻井井身结构及钻井泥浆性质对地层天然裂缝发育规律进行识别的方法。属于天然裂缝研究领域。该方法包括:通过分析微电极测井资料的微梯度及微电位曲线响应特征,及微电位和微梯度的相互关系,结合岩心及成像测井资料,同时参考钻井井身结构及钻井泥浆性质,对钻遇的天然裂缝进行逐一识别,从而判定地层的裂缝发育特征。该方法对单条裂缝的识别具有较好的应用效果。识别的单条裂缝指示可直接应用于裂缝的三维随机建模中。因此,有必要开发一种基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法及***。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提出了一种基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法及***,实现了对单条裂缝的有效识别及评价,降低了传统方法的不确定性因素,提高精度,为裂缝性油气藏的三维裂缝建模提供了可靠的数据基础。
根据本发明的一方面,提出了一种基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法。所述方法可以包括:确定无裂缝地层的基质电阻率特征;根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征,进而确定裂缝地层的电阻率响应特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;对微电极测井电阻率曲线进行拐点分析,获得微电极测井电阻率拐点数据,进而提取裂缝发育的深度位置;根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值、所述微电极测井电阻率拐点数据,对裂缝进行识别,计算裂缝的测井响应指数。
优选地,确定所述无裂缝地层的基质电阻率特征包括:根据井径曲线,选取无井眼垮塌和井眼崩落的测量井段作为提取所述无裂缝地层的基质电阻率特征井段;在所述无裂缝地层的基质电阻率特征井段,确定所述无裂缝地层的基质电阻率下限值。
优选地,确定所述裂缝地层的电阻率响应特征、所述微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值包括:根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征;基于裂缝地层的电阻率模型,计算裂缝模拟的电阻率,进而获得裂缝电阻率响应特征;通过对不同地层、不同岩性的所述裂缝电阻率响应特征进行模拟,获得所述微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值。
优选地,所述裂缝模拟的电阻率为:
其中,ρ为裂缝模拟的电阻率,ρv和ρH分别为垂直和水平地层电阻率,ρ1为无裂缝地层基质电阻率,ρmf为泥浆滤液电阻率,ρmc为泥饼电阻率,H为微电极测井纵向分辨率,L为微电极测井横向探测深度,Lmc为泥饼厚度,M为裂缝宽度。
优选地,所述裂缝的测井响应指数为:
其中,ρbase为无裂缝地层的基质电阻率下限值,ρRML为微电极电阻率。
根据本发明的另一方面,提出了一种基于微电极测井资料的天然裂缝识别***,可以包括:存储器,存储有计算机可执行指令;处理器,所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令,执行以下步骤:确定无裂缝地层的基质电阻率特征;根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征,进而确定裂缝地层的电阻率响应特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;对微电极测井电阻率曲线进行拐点分析,获得微电极测井电阻率拐点数据,进而提取裂缝发育的深度位置;根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值、所述微电极测井电阻率拐点数据,对裂缝进行识别,计算裂缝的测井响应指数。
优选地,确定所述无裂缝地层的基质电阻率特征包括:根据井径曲线,选取无井眼垮塌和井眼崩落的测量井段作为提取所述无裂缝地层的基质电阻率特征井段;在所述无裂缝地层的基质电阻率特征井段,确定所述无裂缝地层的基质电阻率下限值。
优选地,确定所述裂缝地层的电阻率响应特征、所述微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值包括:根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征;基于裂缝地层的电阻率模型,计算裂缝模拟的电阻率,进而获得裂缝电阻率响应特征;通过对不同地层、不同岩性的所述裂缝电阻率响应特征进行模拟,获得所述微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值。
优选地,所述裂缝模拟的电阻率为:
其中,ρ为裂缝模拟的电阻率,ρv和ρH分别为垂直和水平地层电阻率,ρ1为无裂缝地层基质电阻率,ρmf为泥浆滤液电阻率,ρmc为泥饼电阻率,H为微电极测井纵向分辨率,L为微电极测井横向探测深度,Lmc为泥饼厚度,M为裂缝宽度。
优选地,所述裂缝的测井响应指数为:
其中,ρbase为无裂缝地层的基质电阻率下限值,ρRML为微电极电阻率。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述,这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施例中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法的步骤的流程图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的数值模拟的微电极测井裂缝响应特征的示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的裂缝识别的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明的基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法的步骤的流程图。
在该实施例中,根据本发明的基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法可以包括:步骤101,确定无裂缝地层的基质电阻率特征;步骤102,根据无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征,进而确定裂缝地层的电阻率响应特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;步骤103,对微电极测井电阻率曲线进行拐点分析,获得微电极测井电阻率拐点数据,进而提取裂缝发育的深度位置;以及步骤104,根据无裂缝地层的基质电阻率特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值、微电极测井电阻率拐点数据,对裂缝进行识别,计算裂缝的测井响应指数。
在一个示例中,确定无裂缝地层的基质电阻率特征包括:根据井径曲线,选取无井眼垮塌和井眼崩落的测量井段作为提取无裂缝地层的基质电阻率特征井段;在无裂缝地层的基质电阻率特征井段,确定无裂缝地层的基质电阻率下限值。
在一个示例中,确定裂缝地层的电阻率响应特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值包括:根据无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征;基于裂缝地层的电阻率模型,计算裂缝模拟的电阻率,进而获得裂缝电阻率响应特征;通过对不同地层、不同岩性的裂缝电阻率响应特征进行模拟,获得微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值。
在一个示例中,裂缝模拟的电阻率为:
其中,ρ为裂缝模拟的电阻率,ρv和ρH分别为垂直和水平地层电阻率,ρ1为无裂缝地层基质电阻率,ρmf为泥浆滤液电阻率,ρmc为泥饼电阻率,H为微电极测井纵向分辨率,L为微电极测井横向探测深度,Lmc为泥饼厚度,M为裂缝宽度。
在一个示例中,裂缝的测井响应指数为:
其中,ρbase为无裂缝地层的基质电阻率下限值,ρRML为微电极电阻率。
具体地,微电极测井对裂缝响应的机理是基于裂缝,尤其是张开缝在钻井过程中由于泥浆侵入会导致在裂缝处的电阻率异常,这种异常相对于围岩地层会有比较明显的差异特征,微电极测井对裂缝的响应取决于泥浆性能,裂缝的填充状况,裂缝的产状,裂缝宽度及测井时井眼的状况等因素。利用微电极测井的测井响应特征,通过岩心观测描述及数值模拟,分析无裂缝地层的基质电阻率及有裂缝地层的电阻率响应特征,确定裂缝的电阻率响应特征,从而评价地层的裂缝发育特征。
确定无裂缝地层的基质电阻率特征,根据井径曲线,选取无井眼垮塌和井眼崩落的测量井段作为提取无裂缝地层的基质电阻率特征井段,在无裂缝地层,在岩性相同且地层流体性质相对不变的情况下,地层的电阻率特征表现也相对稳定不变;在无裂缝地层的基质电阻率特征井段,通过直方图统计出微电位和微梯度的数值分布特征,确定无裂缝地层的微电位和微梯度的基质电阻率下限值;根据无裂缝地层的基质电阻率特征,结合钻井泥浆性质,利用数值模拟,获得裂缝地层的电阻率特征;基于裂缝地层的电阻率模型,计算裂缝模拟的电阻率为公式(1),进而获得裂缝电阻率响应特征;通过对不同地层、不同岩性的裂缝电阻率响应特征进行模拟,获得微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;对微电极测井电阻率曲线通过二次求导方法进行拐点分析,获得微电极测井电阻率拐点数据,进而提取裂缝发育的深度位置,裂缝响应的低电阻率特征出现在二次求导的最大值处;根据无裂缝地层的基质电阻率特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值、微电极测井电阻率拐点数据,对裂缝进行识别,裂缝识别条件为:1)ρ<ρ_frac,2)微电位/微梯度电阻率差异<ρ_diff,3)微电极曲线拐点值>0,当上述条件1)-3)均满足,则识别为裂缝,其中,ρ_frac为微电极测井电阻率裂缝识别阈值,ρ_diff为微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值,计算裂缝的测井响应指数为公式(2)。
本方法实现了对单条裂缝的有效识别及评价,降低了传统方法的不确定性因素,提高精度,为裂缝性油气藏的三维裂缝建模提供了可靠的数据基础。
应用示例
为便于理解本发明实施例的方案及其效果,以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解,该示例仅为了便于理解本发明,其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
确定无裂缝地层的基质电阻率特征,根据井径曲线,选取无井眼垮塌和井眼崩落的测量井段作为提取无裂缝地层的基质电阻率特征井段,在无裂缝地层,在岩性相同且地层流体性质相对不变的情况下,地层的电阻率特征表现也相对稳定不变;在无裂缝地层的基质电阻率特征井段,通过直方图统计出微电位和微梯度的数值分布特征,确定无裂缝地层的基质电阻率下限值;根据无裂缝地层的基质电阻率特征,结合钻井泥浆性质,利用数值模拟,获得裂缝地层的电阻率特征;基于裂缝地层的电阻率模型,计算裂缝模拟的电阻率为公式(1),进而获得裂缝电阻率响应特征。
图2示出了根据本发明的一个实施例的数值模拟的微电极测井裂缝响应特征的示意图,该响应特征是基于微电位基质电阻率10欧姆米,微梯度电阻率8欧姆米,泥浆滤液电阻率0.83欧姆米,泥饼电阻率2.49欧姆米,泥饼厚度0.5厘米。从图中可见,随着裂缝宽度的增大,微电位和微梯度电阻率呈现十分显著的下降特征,同时微电极和微梯度的电阻率差异明显降低。
通过对不同地层、不同岩性的裂缝电阻率响应特征进行模拟,获得微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;对微电极测井电阻率曲线通过二次求导方法进行拐点分析,获得微电极测井电阻率拐点数据,进而提取裂缝发育的深度位置,裂缝响应的低电阻率特征出现在二次求导的最大值处;根据无裂缝地层的基质电阻率特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值、微电极测井电阻率拐点数据,对裂缝进行识别,裂缝识别条件为:1)ρ<ρ_frac,2)微电位/微梯度电阻率差异<ρ_diff,3)微电极曲线拐点值>0,当上述条件1)-3)均满足,则识别为裂缝,其中,ρ_frac为微电极测井电阻率裂缝识别阈值,ρ_diff为微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值,计算裂缝的测井响应指数为公式(2)。
图3示出了根据本发明的一个实施例的裂缝识别的示意图。该井钻遇的是低孔渗砂岩地层,钻井采用水基泥浆。自右至左分别为深中感应及八侧向电阻率,微梯度电阻率统计直方图,微电位/微梯度/声波时差曲线,微电极裂缝响应指数,微电位/微梯度电阻率差异统计直方图,微电位/微梯度电阻率差异,微电极测井曲线拐点分析,地层岩性剖面,成像测井解释成果,成像测井动态图,深度道,成像测井静态图,井径/自然伽马测井。从图中可见,在裂缝发育井段,常规测井的声波时差,深中浅电阻率值均无明显的变化特征,因而不能有效的识别单一裂缝。微电极测井曲线在裂缝发育井段具有良好的差异特征,使用微电极测井裂缝识别方法,计算出微电极测井对裂缝的测井响应指数,通过和成像测井裂缝解释的对比可见,相对于传统的常规测井裂缝识别方法,使用微电极测井可以更加有效地对单一裂缝进行识别评价。
综上所述,本发明实现了对单条裂缝的有效识别及评价,降低了传统方法的不确定性因素,提高精度,为裂缝性油气藏的三维裂缝建模提供了可靠的数据基础。
本领域技术人员应理解,上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果,并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
根据本发明的实施例,提供了一种基于微电极测井资料的天然裂缝识别***,可以包括:存储器,存储有计算机可执行指令;处理器,处理器运行存储器中的计算机可执行指令,执行以下步骤:确定无裂缝地层的基质电阻率特征;根据无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征,进而确定裂缝地层的电阻率响应特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;对微电极测井电阻率曲线进行拐点分析,获得微电极测井电阻率拐点数据,进而提取裂缝发育的深度位置;根据无裂缝地层的基质电阻率特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值、微电极测井电阻率拐点数据,对裂缝进行识别,计算裂缝的测井响应指数。
在一个示例中,确定无裂缝地层的基质电阻率特征包括:根据井径曲线,选取无井眼垮塌和井眼崩落的测量井段作为提取无裂缝地层的基质电阻率特征井段;在无裂缝地层的基质电阻率特征井段,确定无裂缝地层的基质电阻率下限值。
在一个示例中,确定裂缝地层的电阻率响应特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值包括:根据无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征;基于裂缝地层的电阻率模型,计算裂缝模拟的电阻率,进而获得裂缝电阻率响应特征;通过对不同地层、不同岩性的裂缝电阻率响应特征进行模拟,获得微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值。
在一个示例中,裂缝模拟的电阻率为:
其中,ρ为裂缝模拟的电阻率,ρv和ρH分别为垂直和水平地层电阻率,ρ1为无裂缝地层基质电阻率,ρmf为泥浆滤液电阻率,ρmc为泥饼电阻率,H为微电极测井纵向分辨率,L为微电极测井横向探测深度,Lmc为泥饼厚度,M为裂缝宽度。
在一个示例中,裂缝的测井响应指数为:
其中,ρbase为无裂缝地层的基质电阻率下限值,ρRML为微电极电阻率。
本发明实现了对单条裂缝的有效识别及评价,降低了传统方法的不确定性因素,提高精度,为裂缝性油气藏的三维裂缝建模提供了可靠的数据基础。
本领域技术人员应理解,上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果,并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (6)
1.一种基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法,包括:
确定无裂缝地层的基质电阻率特征;
根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征,进而确定裂缝地层的电阻率响应特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;
对微电极测井电阻率曲线进行拐点分析,获得微电极测井电阻率拐点数据,进而提取裂缝发育的深度位置;
根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值、所述微电极测井电阻率拐点数据,对裂缝进行识别,计算裂缝的测井响应指数;
其中,确定所述裂缝地层的电阻率响应特征、所述微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值包括:
根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征;
基于裂缝地层的电阻率模型,计算裂缝模拟的电阻率,进而获得裂缝电阻率响应特征;
通过对不同地层、不同岩性的所述裂缝电阻率响应特征进行模拟,获得所述微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;
其中,所述裂缝模拟的电阻率为:
其中,ρ为裂缝模拟的电阻率,ρv和ρH分别为垂直和水平地层电阻率,ρ1为无裂缝地层基质电阻率,ρmf为泥浆滤液电阻率,ρmc为泥饼电阻率,H为微电极测井纵向分辨率,L为微电极测井横向探测深度,Lmc为泥饼厚度,M为裂缝宽度。
2.根据权利要求1所述的基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法,其中,确定所述无裂缝地层的基质电阻率特征包括:
根据井径曲线,选取无井眼垮塌和井眼崩落的测量井段作为提取所述无裂缝地层的基质电阻率特征井段;
在所述无裂缝地层的基质电阻率特征井段,确定所述无裂缝地层的基质电阻率下限值。
3.根据权利要求2所述的基于微电极测井资料的天然裂缝识别方法,其中,所述裂缝的测井响应指数为:
其中,ρbase为无裂缝地层的基质电阻率下限值,ρRML为微电极电阻率。
4.一种基于微电极测井资料的天然裂缝识别***,其特征在于,该***包括:
存储器,存储有计算机可执行指令;
处理器,所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令,执行以下步骤:
确定无裂缝地层的基质电阻率特征;
根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征,进而确定裂缝地层的电阻率响应特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;
对微电极测井电阻率曲线进行拐点分析,获得微电极测井电阻率拐点数据,进而提取裂缝发育的深度位置;
根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征、微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值、所述微电极测井电阻率拐点数据,对裂缝进行识别,计算裂缝的测井响应指数;
其中,确定所述裂缝地层的电阻率响应特征、所述微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值包括:
根据所述无裂缝地层的基质电阻率特征,获得裂缝地层的电阻率特征;
基于裂缝地层的电阻率模型,计算裂缝模拟的电阻率,进而获得裂缝电阻率响应特征;
通过对不同地层、不同岩性的所述裂缝电阻率响应特征进行模拟,获得所述微电极测井电阻率裂缝识别阈值、所述微电位和微梯度裂缝电阻率差异阈值;
其中,所述裂缝模拟的电阻率为:
其中,ρ为裂缝模拟的电阻率,ρv和ρH分别为垂直和水平地层电阻率,ρ1为无裂缝地层基质电阻率,ρmf为泥浆滤液电阻率,ρmc为泥饼电阻率,H为微电极测井纵向分辨率,L为微电极测井横向探测深度,Lmc为泥饼厚度,M为裂缝宽度。
5.根据权利要求4所述的基于微电极测井资料的天然裂缝识别***,其中,确定所述无裂缝地层的基质电阻率特征包括:
根据井径曲线,选取无井眼垮塌和井眼崩落的测量井段作为提取所述无裂缝地层的基质电阻率特征井段;
在所述无裂缝地层的基质电阻率特征井段,确定所述无裂缝地层的基质电阻率下限值。
6.根据权利要求5所述的基于微电极测井资料的天然裂缝识别***,其中,所述裂缝的测井响应指数为:
其中,ρbase为无裂缝地层的基质电阻率下限值,ρRML为微电极电阻率。
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