CN108959687B - 一种页岩气水平井重复压裂的评估方法 - Google Patents
一种页岩气水平井重复压裂的评估方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种页岩气水平井重复压裂的评估方法,属于油气藏增产技术领域。所述方法包括:分别确定n个待评估井中各个待评估井的评估指标的值;待评估井为已被压裂过的页岩气水平井,评估指标包括待评估井的储层品质、完井品质和生产动态;计算每个待评估井的评估指标的归一化值;根据公式计算每个待评估井的重复压裂评估值;RFi为第i个待评估井的重复压裂评估值,Ri为第i个待评估井的储层品质的值,Ci为第i个待评估井的完井品质的值,Pi为第i个待评估井的生产动态的值,和分别为Ri、Ci和Pi的归一化值,i为整数且1≤i≤n,2≤n。本发明能够定量化的对页岩气水平井作出重复压裂评估,有效克服了根据经验设置权重所带来的评估结果主观性大的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及油气藏增产技术领域,特别涉及一种页岩气水平井重复压裂的评估方法。
背景技术
目前,水平井与体积压裂技术是高效开发页岩气的关键技术。随着压裂后的页岩气水平井多批次投入生产,相同地质条件下各压裂井的生产效果表现出极大差异性。针对生产效果较差的压裂井,国外页岩气开发经验表明,重复压裂是改善生产效果的一个有效手段。重复压裂是在原有压裂井的基础之上再次或者多次进行压裂作业的一种方式。决定压裂井在重复压裂后能够顺利增产的一个重要因素是,压裂井在重复压裂前的状况。可以说,选择合适的压裂井进行重复压裂是重复压裂成功的第一步。
现有的选井方法一般是采用模糊评判法,该方法包括如下步骤。
首先,确定若干能够衡量压裂井状况的评价因素,并设置各评价因素的权重。例如,评价因素可以包括压裂井的渗透率、孔隙度、含水饱和度、表皮系数、有效厚度、地层压力、日产量和生产压差共8项参数,评价因素的权重依次为0.18、0.12、0.12、0.09、0.09、0.14、0.14和0.12。
其次,确定n个待选压裂井m1、m2、…、mn-1和mn,并获得每个待选压裂井的评价因素的值。
再次,依据模糊数学理论,计算评价因素的相对隶属度。
然后,根据设置的权重对评价因素的相对隶属度进行修正。修正公式为,bij=wij*aij(i=1、2、…、n-1或n,j=1、2、…、7或8)。aij为第i个待选压裂井的第j项评价因素的相对隶属度,wij为第i个待选压裂井的第j项评价因素的权重,bij为第i个待选压裂井的第j项评价因素的相对隶属度的修正值。
最后,将各待选压裂井所包含的修正后的评价因素的相对隶属度相加,得到各压裂井的综合隶属度,并按照综合隶属度的大小进行压裂井的优劣评判。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:评价因素的权重由人为根据经验设置,存在明显的主观性,影响了评判结果,在应用中有一定的局限性。
发明内容
为了解决现有技术中由于人为设置评价因素的权重,影响了评判结果,导致评判方法应用受限的问题,本发明实施例提供了一种页岩气水平井重复压裂的评估方法。所述技术方案如下:
分别确定n个待评估井中各个所述待评估井的评估指标的值;所述待评估井为已被压裂过的页岩气水平井,所述评估指标包括所述待评估井的储层品质、完井品质和生产动态;
计算每个所述待评估井的评估指标的归一化值;
根据如下公式计算每个所述待评估井的重复压裂评估值;
其中,RFi为第i个所述待评估井的重复压裂评估值,Ri为第i个所述待评估井的储层品质的值,Ci为第i个所述待评估井的完井品质的值,Pi为第i个所述待评估井的生产动态的值,和分别为所述Ri、所述Ci和所述Pi的归一化值,i为整数且1≤i≤n,2≤n。
优选的,所述确定每个待评估井的评估指标的值,包括:
确定每个所述评估指标的从属子指标的值;所述储层品质的从属子指标包括待评估井的靶***置和优质储层钻遇长度,所述完井品质的从属子指标包括初次压裂未压段长、初次压裂加砂强度和初次压裂用液强度,所述生产动态的从属子指标包括当前累产气量、预测的最终可采储量、当前压力水平和当前产量水平;
根据确定的每个所述评估指标的从属子指标的值,计算得到每个所述待评估井的评估指标的值。
优选的,第i个所述待评估井的储层品质采用如下公式计算得到:
其中,RLi为第i个所述待评估井的优质储层钻遇长度的值,RPi为第i个所述待评估井的靶***置的值。
优选的,第i个所述待评估井的完井品质采用如下公式计算得到:
其中,CLi为第i个所述待评估井的初次压裂未压段长的值,CSi为第i个所述待评估井的初次压裂加砂强度的值,CWi为第i个所述待评估井的初次压裂用液强度的值。
优选的,第i个所述待评估井的生产动态采用如下公式计算得到:
其中,PCi为第i个所述待评估井的累产气量的值,PEi为第i个所述待评估井的预测的最终可采储量的值,PPi为第i个所述待评估井的当前压力水平的值,PGi为第i个所述待评估井的待评估井的当前产量水平的值。
优选的,所述确定每个所述评估指标的从属子指标的值,包括:
采集每个所述待评估井的从属子指标的实际值;
对采集到的从属子指标的实际值进行预处理,得到每个所述待评估井的从属子指标的更正值;每个所述从属子指标的更正值不小于0且不超过1。
优选的,所述对采集到的从属子指标的实际值进行预处理,包括:
当min(xij)与max(xij)不相等、且第j个所述从属子指标为第一从属子指标时,按照公式对第j个所述从属子指标的实际值进行预处理;所述第一从属子指标包括所述靶***置、所述优质储层钻遇长度、所述初次压裂未压段长和所述当前压力水平;
当min(xij)与max(xij)相等时,将所有所述待评估井的第j个所述从属子指标的更正值设为0;
其中,xij为第i个所述待评估井的第j个所述从属子指标的实际值,yij为第i个所述待评估井的第j个所述从属子指标的更正值,max(xij)为所有所述待评估井的第j个所述从属子指标的实际值中的最大值;min(xij)为所有所述待评估井的第j个所述从属子指标的实际值中的最小值。
优选的,采集每个所述待评估井的靶***置的实际值,包括:
采集所述待评估井的水平段在最优靶体内的穿行比例作为所述靶***置的实际值。
其中,max(R)为所有所述待评估井的储层品质中的最大值,min(R)为所有所述待评估井的储层品质中的最小值,max(C)为所有所述待评估井的完井品质中的最大值,min(C)为所有所述待评估井的完井品质中的最小值,max(P)为所有所述待评估井的生产动态中的最大值,min(P)为所有所述待评估井的生产动态中的最小值。
优选的,所述方法还包括:
选择至少一个所述待评估井进行重复压裂;被选择的至少一个所述待评估井的重复压裂评估值比未被选择的所述待评估井的重复压裂评估值高。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种页岩气水平井重复压裂的评估方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的又一种页岩气水平井重复压裂的评估方法的流程图;
图3是本发明实施例提供的又一种页岩气水平井重复压裂的评估方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1示出了本发明实施例提供的一种页岩气水平井重复压裂的评估方法,该方法包括如下步骤。
步骤101:分别确定n个待评估井中各个待评估井的评估指标的值。
其中,待评估井为已被压裂过的页岩气水平井。例如,待评估井可以为已被压裂过一次的页岩气水平井。
其中,评估指标包括待评估井的储层品质、完井品质和生产动态。储层品质可以指待评估井的储层先天基础条件,完井品质可以指待评估井的初次压裂的改造效果,生产动态可以指待评估井的当前生产情况。
步骤102:计算每个待评估井的评估指标的归一化值。
可选的,第i个待评估井的评估指标为k的归一化值可以为,第i个待评估井的k与所有待评估井的k之和的比例。k为储层品质、完井品质或生产动态。i为整数且1≤i≤n,2≤n。例如,假设共计6个待评估井,6个待评估井的完井品质的值依次为0.680、0.644、0.317、0.643、0.511和0.578。则,6个待评估井的完井品质之和为3.193=0.680+0.644+0.317+0.643+0.511+0.578,第1个待评估井的完井品质的归一化值为0.213=0.680/3.193,第2个待评估井的完井品质的归一化值为0.202=0.644/3.193,以此类推。需要说明的是,本发明实施例不限制Ri、Ci和Pi的归一化方式,前述归一化方式仅用于举例说明,还可以采用其他归一化方式计算和
步骤103:根据公式(1)计算每个待评估井的重复压裂评估值。
其中,公式(1)是基于突变理论得到,突变理论可以预测突变的***行为,具有科学指导性。具体地,由于评估指标的数量为3,因此可以选择涉及预测3个变量***的燕尾突变模型。进一步地,在选择燕尾突变模型之后,还需要确定3个评估指标对重复压裂评估值的影响程度,以此确定燕尾突变模型中每个变量对未来***行为的影响程度。其中,储层品质的值的大小对重复压裂评估值的影响最大,生产动态的值的大小对重复压裂评估值的影响最小,这是因为,储层品质为先决条件,决定了单井的储量基础,是重复压裂评估所需要考虑的最重要的指标;完井品质表征储层初次压裂改造是否充分,反映重复压裂提高单井产量潜力的大小,是重复压裂评估所需要考虑的次重要的指标。这样,确定3个评估指标的影响程度由高到低依次为储层品质、完井品质和生产动态,就得到具体的公式(1)。可见,根据公式(1)计算得到的重复压裂评估值符合实际评估要求,准确度非常高。
其中,某个待评估井的重复压裂评估值越大,意味着该待评估井越适合进行重复压裂。
本发明实施例通过确定每个待评估井的评估指标的值;计算每个待评估井的评估指标的归一化值;根据公式计算每个待评估井的重复压裂评估值;该公式是基于突变理论得到,具备一定的科学指导性,能够定量化的对页岩气水平井作出重复压裂评估,有效克服了在评估重复压裂时根据经验设置权重所带来的评估结果主观性大的缺点。
图2示出了本发明实施例提供的又一种页岩气水平井重复压裂的评估方法。相比于图1示出的评估方法,图2示出的评估方法将介绍如何得到每个待评估井的评估指标的值,以及提供Ri、Ci和Pi的又一种归一化方式。参见图2,该方法包括如下步骤。
步骤201:确定每个评估指标的从属子指标的值。
其中,储层品质的从属子指标包括待评估井的靶***置和优质储层钻遇长度。靶***置和优质储层钻遇长度共同决定了单井基础地质条件,是气井产能的重要影响因素。
完井品质的从属子指标包括初次压裂未压段长、初次压裂加砂强度和初次压裂用液强度。其中,初次压裂未压段长为初次压裂时由于各种原因放弃未压部分的段长。具体地,待评估井的初次压裂未压段长可以是,待评估井的水平段长与初次压裂改造段长的差值。这部分井段对产量基本无贡献,若通过重复压裂实现对这部分井段的改造,可有效动用该部分储量。
其中,待评估井的初次压裂加砂强度可以是,待评估井的初次压裂时支撑剂用量与初次压裂改造段长的比值。待评估井的初次压裂用液强度可以是,待评估井的初次压裂时压裂液用量与初次压裂改造段长的比值。初次压裂用液强度较低和初次压裂加砂强度较低的井也可以通过提高改造强度,扩大改造范围以及改造区内的裂缝导流能力,从而提高单井产量。
生产动态的从属子指标包括当前累产气量、预测的最终可采储量(英文全称:Estimated Ultimate Reserves,简称EUR)、当前压力水平和当前产量水平。其中,当前累产气量和EUR分别代表着气井在当前状态下采出程度以及最终的采出程度高低。重复压裂主要选择当前产量较低的井以降低风险;另外,为了后期能有效返排和生产,必须保证气藏能量充足,因此不宜选压力已经降到很低的井进行重复压裂。
步骤202:根据确定的每个评估指标的从属子指标的值,计算得到每个待评估井的评估指标的值。
其中,第i个待评估井的储层品质采用公式(2)计算得到。
其中,RLi为第i个待评估井的优质储层钻遇长度的值,RPi为第i个待评估井的靶***置的值。
其中,公式(2)是基于尖点突变模型得到。尖点突变模型可以预测两个变量的***行为。从公式(2)可以看出,优质储层钻遇长度的值的大小对储层品质的值的影响比较大,靶***置的值的大小对储层品质的值的影响小一些。这是因为优质储层钻遇长度直接决定单井储层品质的高低,相比于靶***置,更能体现储层品质。
第i个待评估井的完井品质采用公式(3)计算得到。
其中,CLi为第i个待评估井的初次压裂未压段长的值,CSi为第i个待评估井的初次压裂加砂强度的值,CWi为第i个待评估井的初次压裂用液强度的值。
公式(3)是基于燕尾突变模型得到。燕尾突变模型可以预测3个变量的***行为。从公式(3)可以看出,初次压裂未压段长的值的大小对完井品质的值的影响最大,初次压裂用液强度的值的大小对完井品质的值的影响最小。这是因为,初次压裂未压段是重复压裂重点改造区域,实现这部分改造即可对这部分储量实现动用,因此初次压裂未压段长的值比较重要。其次,前期研究表明,相比初次压裂用液强度,初次压裂加砂强度跟气井产量相关性更强,对气井产能影响也更大,因此在重要性排序上将初次压裂加砂强度排在初次压裂用液强度之前。
第i个待评估井的生产动态采用公式(4)计算得到。
其中,PCi为第i个待评估井的累产气量的值,PEi为第i个待评估井的EUR的值,PPi为第i个待评估井的当前压力水平的值,PGi为第i个待评估井的待评估井的当前产量水平的值。
公式(4)是基于蝴蝶突变模型得到。蝴蝶突变模型可以预测4个变量的***行为。从公式(4)可以看出,当前累产气量、EUR、当前压力水平和当前产量水平的值的大小对生产动态的值的影响依次变小,这是因为,当前累产气量和EUR分别代表当前和预测最终的采出程度,更能体现生产动态,压力水平是地层能量的重要体现,也能一定程度上体现生产动态。
步骤203:计算每个待评估井的评估指标的归一化值。
其中,第i个待评估井的储层品质的归一化值采用公式(7)计算得到,第i个待评估井的完井品质的归一化值采用公式(8)计算得到,第i个待评估井的生产动态的归一化值采用公式(9)计算得到。
其中,max(R)为所有待评估井的储层品质中的最大值,min(R)为所有待评估井的储层品质中的最小值,max(C)为所有待评估井的完井品质中的最大值,min(C)为所有待评估井的完井品质中的最小值,max(P)为所有待评估井的生产动态中的最大值,min(P)为所有待评估井的生产动态中的最小值。
步骤204:根据公式(1)计算每个待评估井的重复压裂评估值。
步骤204可以与图1示出的步骤103相同,在此不再赘述。
图3示出了本发明实施例提供的又一种页岩气水平井重复压裂的评估方法,相比于图2示出的评估方法,图3示出的评估方法将介绍如何得到每个待评估井的从属子指标的值。参见图3,该方法包括如下步骤。
步骤301:采集每个待评估井的从属子指标的实际值。
具体地,储层品质的从属子指标的实际值主要从基础地质评价结果获取。基础地质评价结果具体为储层分类评价结果和水平井测井解释结果。其中,“优质储层钻遇长度”可由储层分类评价结果和水平井测井解释结果直接获得。“靶***置”实际上是一个地层厚度范围,在页岩气水平井钻井中,通常将最优靶***置设计为某一小层或某几个小层,例如,长宁页岩气田的靶***置设计为1+2小层。为定量评价靶***置,可用水平段在最优靶体内的穿行比例来表征,其范围为0~100%。即采集每个待评估井的靶***置的实际值,包括,采集待评估井的水平段在最优靶体内的穿行比例作为靶***置的实际值。
具体地,完井品质的从属子指标的实际值可通过页岩气水平井的基本参数和压裂施工参数得到。
具体地,生产动态的从属子指标的实际值主要来源于页岩气水平井的日常生产动态参数,其中当前产量水平、当前压力水平、当前累产气量可直接读取,EUR可在递减分析的基础上预测得到。
步骤302:对采集到的从属子指标的实际值进行预处理,得到每个待评估井的从属子指标的更正值。
其中,每个从属子指标的更正值不小于0且不超过1。
由于各从属子指标的单位有所不同,其数值大小在量级上也可能存在较大的差别,为避免在计算评估指标的值时大数湮没小数的可能,必须对各从属子指标的实际值进行处理,将各从属子指标无量纲化并将其值映射到[0,1]范围内,进而保证各从属子指标均为0~1之间的值。
优选地,预处理方式包括:
当min(xij)与max(xij)不相等、且第j个从属子指标为第一从属子指标时,按照公式(5)对第j个从属子指标的实际值进行预处理;第一从属子指标包括靶***置、优质储层钻遇长度、初次压裂未压段长和当前压力水平。
当min(xij)与max(xij)不相等、且第j个从属子指标不为第一从属子指标时,按照公式(6)对第j个从属子指标的实际值进行预处理。
当min(xij)与max(xij)相等时,将所有待评估井的第j个从属子指标的更正值设为0。
其中,xij为第i个待评估井的第j个从属子指标的实际值,yij为第i个待评估井的第j个从属子指标的更正值,max(xij)为所有待评估井的第j个从属子指标的实际值中的最大值;min(xij)为所有待评估井的第j个从属子指标的实际值中的最小值。
步骤303:根据每个待评估井的从属子指标的更正值,计算得到每个待评估井的评估指标的值。
本步骤303可以与图2示出的步骤202相同,在此不再赘述。
步骤304:计算每个待评估井的评估指标的归一化值。
本步骤303可以与图2示出的步骤203相同,也可以与图1示出的步骤102相同,在此不再赘述。
步骤305:根据公式(1)计算每个待评估井的重复压裂评估值。
本步骤303可以与图2示出的步骤204相同,在此不再赘述。
步骤306:按照重复压裂评估值的大小顺序对待评估井进行排序。
具体地,可以按照重复压裂评估值从大到小的顺序对待评估井进行排序。
步骤307:基于排序后待评估井的次序,选择至少一个待评估井进行重复压裂。
其中,被选择的至少一个待评估井的重复压裂评估值比未被选择的待评估井的重复压裂评估值高。
具体地,当待评估井的次序是按照重复压裂评估值从大到小的顺序排列时,可以选择排列在最前面的待评估井进行重复压裂,这是因为排列在最前面的待评估井的重复压裂评估值最高,更加适合重复压裂。
下面以长宁页岩气田体积压裂水平井为实例,并结合图2和图3示出的评估方法,对本发明实施例提供的页岩气水平井重复压裂的评估方法进行详细的描述。
长宁页岩气田位于四川盆地西南部,横跨四川省宜宾市长宁县、珙县、兴文县、筠连县境内。区内地层温度87.02℃~110.60℃,压力系数基本大于1.20,整体属于常温超压气藏;产出流体烃类以甲烷为主(平均98%以上),不含硫化氢,低含二氧化碳。区内页岩气水平井均通过体积压裂改造后返排投产。
以长宁页岩气田页岩气体积压裂水平井H1~H14共14口井为例,说明重复压裂的评估过程。
步骤1):收集整理得到优质储层钻遇长度、靶***置、初次压裂未压段长、初次压裂加砂强度、初次压裂用液强度、当前累产气量、EUR、当前压力水平、当前产量水平共9个从属子指标的实际值。H1~H14的从属子指标的实际值参见表1。需要说明的是,根据长宁页岩气田开发经验,其最优靶***置为龙一1 1~龙一1 2小层,因此用“1+2小层钻遇比例”这一指标来定量表征靶***置的优劣。
表1
步骤2):按照图3示出的步骤302对各从属子指标进行预处理。预处理后得到的各从属子指标的更正值见表2。
表2
步骤3):按照图3示出的步骤303计算得到每个待评估井的评估指标的值。
步骤4):按照图2示出的步骤203计算得到每个待评估井的评估指标的归一化值。
步骤5):按照图3示出的步骤305计算得到每个待评估井的重复压裂评估值,并按照重复压裂评估值从大到小的顺序对待评估井进行排序。表3示出了每个待评估井的重复压裂评估值及序号。
表3
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种页岩气水平井重复压裂的评估方法,其特征在于,所述方法包括:
采集每个待评估井的评估指标的从属子指标的实际值;所述待评估井为已被压裂过的页岩气水平井,所述评估指标包括所述待评估井的储层品质、完井品质和生产动态;所述储层品质的从属子指标包括待评估井的靶***置和优质储层钻遇长度,所述完井品质的从属子指标包括初次压裂未压段长、初次压裂加砂强度和初次压裂用液强度,所述生产动态的从属子指标包括当前累产气量、预测的最终可采储量、当前压力水平和当前产量水平;
对采集到的从属子指标的实际值进行预处理,得到每个所述待评估井的从属子指标的更正值;每个所述从属子指标的更正值不小于0且不超过1;
根据确定的每个所述评估指标的从属子指标的更正值,计算得到每个所述待评估井的评估指标的值;
计算每个所述待评估井的评估指标的归一化值;
根据如下公式计算每个所述待评估井的重复压裂评估值;
其中,RFi为第i个所述待评估井的重复压裂评估值,Ri为第i个所述待评估井的储层品质的值,Ci为第i个所述待评估井的完井品质的值,Pi为第i个所述待评估井的生产动态的值,和分别为所述Ri、所述Ci和所述Pi的归一化值,i为整数且1≤i≤n,2≤n,n表示待评估井的数量;
第i个所述待评估井的储层品质采用如下公式计算得到:
其中,RLi为第i个所述待评估井的优质储层钻遇长度的值,RPi为第i个所述待评估井的靶***置的值;
第i个所述待评估井的完井品质采用如下公式计算得到:
其中,CLi为第i个所述待评估井的初次压裂未压段长的值,CSi为第i个所述待评估井的初次压裂加砂强度的值,CWi为第i个所述待评估井的初次压裂用液强度的值;
第i个所述待评估井的生产动态采用如下公式计算得到:
其中,PCi为第i个所述待评估井的当前累产气量的值,PEi为第i个所述待评估井的预测的最终可采储量的值,PPi为第i个所述待评估井的当前压力水平的值,PGi为第i个所述待评估井的待评估井的当前产量水平的值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对采集到的从属子指标的实际值进行预处理,包括:
当min(xij)与max(xij)不相等、且第j个所述从属子指标为第一从属子指标时,按照公式对第j个所述从属子指标的实际值进行预处理;所述第一从属子指标包括所述靶***置、所述优质储层钻遇长度、所述初次压裂未压段长和所述当前压力水平;
当min(xij)与max(xij)相等时,将所有所述待评估井的第j个所述从属子指标的更正值设为0;
其中,xij为第i个所述待评估井的第j个所述从属子指标的实际值,yij为第i个所述待评估井的第j个所述从属子指标的更正值,max(xij)为所有所述待评估井的第j个所述从属子指标的实际值中的最大值;min(xij)为所有所述待评估井的第j个所述从属子指标的实际值中的最小值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采集每个所述待评估井的靶***置的实际值,包括:
采集所述待评估井的水平段在最优靶体内的穿行比例作为所述靶***置的实际值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
选择至少一个所述待评估井进行重复压裂;被选择的至少一个所述待评估井的重复压裂评估值比未被选择的所述待评估井的重复压裂评估值高。
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