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海相细粒陆源碎屑岩主要沉积构造类型及页岩气意义 被引量：4
1
作者 施振生 张亚雄 +3 位作者 曾番惠 周天琪 郭伟 黄浩勇 《古地理学报》 北大核心 2025年第1期32-54,共23页
沉积构造不仅能揭示海相细粒陆源碎屑岩的形成环境和沉积时的古水动力条件,还影响到页岩气储集层的渗透性及可压裂性。文中通过系统总结国内外相关研究成果,明确了海相细粒陆源碎屑岩沉积构造的主要类型及成因。海相细粒陆源碎屑岩主要... 沉积构造不仅能揭示海相细粒陆源碎屑岩的形成环境和沉积时的古水动力条件,还影响到页岩气储集层的渗透性及可压裂性。文中通过系统总结国内外相关研究成果,明确了海相细粒陆源碎屑岩沉积构造的主要类型及成因。海相细粒陆源碎屑岩主要发育物理成因、化学成因和生物成因3类沉积构造:物理成因构造主要有流动成因构造和软沉积物变形构造,前者包括交错纹理、水平层理(纹理)、块状构造、递变纹理和复合纹理,后者包括滑塌—滑移构造、负载构造、火焰状构造、球—枕构造、包卷层理、扭曲纹理、碎裂纹理和坠石;化学成因构造包括碳酸盐结核和黄铁矿结核;生物成因构造主要有生物遗迹构造和生物扰动构造。该3类沉积构造主要为细粒浊流沉积、等深流沉积和远洋—半远洋沉积成因,少数为沉积物变形成因。沉积构造类型直接影响页岩气储集层的渗透性、水力裂缝的生成及延展方向。 展开更多
关键词 海相细粒陆源碎屑岩 水平纹理 交错纹理 递变纹理 软沉积物变形 沉积构造 可压裂性
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页岩不同组分吸附特征及其页岩气勘探意义:以川南龙马溪组和鄂东缘山西组为例
2
作者 张琴 邱振 +4 位作者 高万里 刘雯 孔维亮 蔡光银 曲天泉 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第30期12854-12864,共11页
为实现页岩中吸附气含量的快速评价,以中国典型海相页岩(川南龙马溪组)和海陆过渡相页岩(鄂尔多斯盆地东缘山西组)为例,通过系统的总有机碳含量(total organic carbon,TOC)、全岩-黏土X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、低温低压气体... 为实现页岩中吸附气含量的快速评价,以中国典型海相页岩(川南龙马溪组)和海陆过渡相页岩(鄂尔多斯盆地东缘山西组)为例,通过系统的总有机碳含量(total organic carbon,TOC)、全岩-黏土X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、低温低压气体吸附和甲烷等温吸附实验,建立了页岩三层甲烷等温吸附岩石物理模型,揭示了不同页岩组分对甲烷吸附的控制机制。研究结果表明:海相页岩和海陆过渡相页岩TOC均为甲烷吸附的主控因素,但海相页岩脆性矿物吸附力强于黏土矿物,而海陆过渡相页岩则黏土矿物吸附能力强于脆性矿物;海相页岩和海陆过渡相页岩孔隙结构存在明显差异:海相页岩有机质同时发育微孔和介孔,兼具有吸附/游离气赋存功能,海陆过渡相页岩有机质发育微孔为主,主要影响吸附气的赋存;矿物的成因与比表面积差异主导吸附能力分异,海相页岩有机成因石英与低比表面积伊利石组合,促使脆性矿物吸附优势,而海陆过渡相页岩脆性矿物以陆源碎屑石英为主,孔隙发育能力弱,黏土矿物以高比表面积伊蒙混层和高岭石为主,导致黏土矿物吸附能力高于脆性矿物;建立的吸附气模型可实现页岩气甜点段快速评价,为页岩气勘探开发提供理论支撑。 展开更多
关键词 吸附 龙马溪组 山西组 海相 海陆过渡相
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细粒沉积中内源组分的类型、分布及页岩油气甜点意义
3
作者 施振生 周天琪 汪鹏飞 《石油与天然气地质》 北大核心 2025年第3期759-776,共18页
页岩油气高效勘探开发依赖于甜点分布的精准预测,细粒沉积中内源组分的时-空分异与耦合效应对甜点分布具有关键控制作用。通过国内外典型含油气页岩的深入分析,系统揭示了细粒沉积中内源组分的类型、分布及其对页岩油气甜点的控制机理... 页岩油气高效勘探开发依赖于甜点分布的精准预测,细粒沉积中内源组分的时-空分异与耦合效应对甜点分布具有关键控制作用。通过国内外典型含油气页岩的深入分析,系统揭示了细粒沉积中内源组分的类型、分布及其对页岩油气甜点的控制机理。结果表明:(1)细粒沉积中内源组分有生源硅、生源碳酸盐矿物、生源磷酸盐矿物、内源有机质和盆内颗粒,主要富集于陆源碎屑过路区、陆源碎屑难到达区、上升洋流发育区和近滨快速海侵区4个区域。(2)内源组分中生源硅溶解再沉淀形成的自生石英通过氢键抑制有机质降解,生源碳酸盐矿物和磷酸盐矿物通过胶结降低孔隙水渗流速率来维持还原环境,从而有利于有机质的富集。(3)富内源组分页岩中生源硅与有机质协同成孔、生缝,产生独特的有机孔-微裂缝网络耦合结构。生源硅骨架提供刚性支撑与孔隙网络,有机质热演化产生膨胀应力与溶蚀作用共同驱动三维微裂缝网络的发育。(4)内源组分通过影响有机质富集、孔隙结构、气体吸附、渗流特征以及岩石脆性,来决定页岩油气甜点的分布。页岩油气的甜点一般具有高生源硅含量、高总有机碳含量、多纳米级孔隙及微裂缝和高脆性矿物含量的特征。目前,细粒沉积中内源组分的成因和富集机制、内源组分与储层物性和脆性指数的定量关系以及成岩过程中内源组分对有机质保存与孔隙演化的动态调控机制等方面的研究还需进一步深入。未来,需要进一步通过多尺度表征、人工智能和多学科融合等手段来识别和分析内源组分,从而为页岩油气高效开发提供支撑。 展开更多
关键词 有机质 生源硅 碳酸盐矿物 内源组分 甜点分布 细粒沉积 页岩油气
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上扬子地区下寒武统筇竹寺组地层特征及页岩气富集段分布 被引量：1
4
作者 王红岩 施振生 +2 位作者 赵群 周天琪 汪鹏飞 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期72-89,共18页
【目的】上扬子地区下寒武统筇竹寺组页岩不仅保留重要的原始沉积海洋信息,更是重要的烃源岩和储集层,已展示出巨大的页岩气勘探潜力。【方法】基于地震、钻井和露头资料,通过系统地层划分和对比,开展页岩地层和分布,明确页岩气甜点段... 【目的】上扬子地区下寒武统筇竹寺组页岩不仅保留重要的原始沉积海洋信息,更是重要的烃源岩和储集层,已展示出巨大的页岩气勘探潜力。【方法】基于地震、钻井和露头资料,通过系统地层划分和对比,开展页岩地层和分布,明确页岩气甜点段。【结果和结论】结果表明:上扬子地区下寒武统筇竹寺组划分为,筇一段(筇一1至筇一4亚段)和筇二段(筇二1至筇二4亚段)。(2)麦地坪组和筇一段主要发育于德阳−安岳克拉通内裂陷内,而筇二段在裂陷外亦有广泛分布。裂陷内部地层结构表现为麦地坪组至筇一段东西两侧终止于灯影组灰岩,西侧厚度变化较缓,东侧地层快速尖灭;南北方向上,筇一段由北向南减薄,筇二段中部薄而南北厚。裂陷外部则以筇二段全区发育为特征,其中筇二1亚段直接超覆于筇一段或灯影组灰岩之上。(3)筇二1亚段页岩具有优越的生烃、储集以及垂向和侧向封堵条件,为页岩气的富集段。内裂陷北段天星1井筇二1亚段页岩微孔隙和微裂缝发育,测井孔隙率为4.93%~6.57%,平均5.08%;德阳−安岳克拉通内裂陷槽中部的威页1井筇竹寺组筇二1亚段页岩有机质孔发育,测井孔隙率为4.20%~4.70%,平均4.51%;内裂陷南部的云南曲靖地区钻井井位有曲页1井、曲地1井等,筇竹寺组黑色页岩孔隙发育,高压压汞孔隙率为1.59%~11.33%,平均5.0%。(4)相比之下,尽管筇一段页岩在生烃和储集条件上表现良好,但其生成的页岩气易侧向沿岩溶带或断层逸散,不利于原地聚集成藏。如,内裂陷北段的川深1井,筇一3亚段厚约40 m,测井TOC含量平均3.5%,测井孔隙率平均6.4%,均为优质烃源岩和储集层,不利于原位聚集成藏。综上,筇二1亚段页岩因其高孔隙率和良好的封堵条件,为页岩气勘探的“甜点段”,为下一步油气勘探提供依据和指导。 展开更多
关键词 页岩气 富集段 地层划分 筇竹寺组 下寒武统 上扬子地区
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中国页岩气新区带、新层系和新类型勘探进展、挑战及对策 被引量：55
5
作者 邹才能 董大忠 +10 位作者 熊伟 傅国友 赵群 刘雯 孔维亮 张琴 蔡光银 王玉满 梁峰 刘翰林 邱振 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期309-326,共18页
近年来,中国页岩气聚焦“三新”(尚未开展工作或工作程度低的新区带、新层系及新类型)领域,加大理论攻关与勘探力度,页岩气增储上产再上新台阶。基于中国页岩气“三新”领域理论与勘探新进展,分析其勘探特点、变化趋势和发展前景,探索... 近年来,中国页岩气聚焦“三新”(尚未开展工作或工作程度低的新区带、新层系及新类型)领域,加大理论攻关与勘探力度,页岩气增储上产再上新台阶。基于中国页岩气“三新”领域理论与勘探新进展,分析其勘探特点、变化趋势和发展前景,探索中国特殊页岩气地质理论,明确页岩气发展挑战与对策。结果表明:中国在四川盆地及邻区创新建立了五峰组-龙马溪组特色的高-过成熟度海相页岩气富集理论,累计发现页岩气田9个,探明页岩气地质储量近3×10^(12)m^(3),形成了450×10^(8)m^(3)/a的页岩气产能,年产页岩气250×10^(8)m^(3)。明确了近年来中国页岩气“三新”领域勘探具三大特点:①四川盆地及邻区五峰组-龙马溪组在深层、极浅层勘探取得重大新发展;②四川盆地筇竹寺组和吴家坪组等多个新层系实现新突破;③鄂尔多斯盆地西缘乌拉力克组获得新发现,东缘山西组取得新突破。页岩气“三新”领域的勘探实现了三大战略性转变:①目标由单一类型、单一盆地和单一层系转变为多类型、多盆地和多层系;②选区由盆内或盆缘为主转变为盆内、盆缘兼顾盆外弱改造区;③思路由纯粹富有机质页岩转变为富有机质页岩系统。通过梳理中国页岩气“三新”领域勘探挑战,指出“三新”领域是中国页岩气可持续发展的方向,并提出了下一步发展对策。 展开更多
关键词 勘探思路转变 发展前景 发展对策 新区带 新层系 新类型 页岩气 中国
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四川盆地下寒武统筇竹寺组海相页岩气高产井突破与富集模式 被引量：26
6
作者 何骁 梁峰 +4 位作者 李海 郑马嘉 赵群 刘勇 刘文平 《中国石油勘探》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期142-155,共14页
多年来下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发进展缓慢,资201井获高产气流大大增加了该套页岩气规模商业化开发的信心,不同区域及层段富集规律差异及下一步勘探开发方向是筇竹寺组页岩开发面临的首要问题。以四川盆地57口钻井资料为基础,对多... 多年来下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发进展缓慢,资201井获高产气流大大增加了该套页岩气规模商业化开发的信心,不同区域及层段富集规律差异及下一步勘探开发方向是筇竹寺组页岩开发面临的首要问题。以四川盆地57口钻井资料为基础,对多口重点井的古生物、沉积、储层等特征进行分析,详细剖析资201井的部署理论依据、筇竹寺组页岩气富集条件及下一步勘探开发方向。从地层研究入手,建立了筇竹寺组地层划分标准,明确筇竹寺组主体发育4套深水陆棚相的富有机质页岩(①至④号层段),其分布受裂陷槽发育控制,裂陷槽内厚度最大。分析了页岩储层发育特征,指出储层压力、孔隙度、含气饱和度从下向上、从裂陷槽外到内呈现增大趋势,储层超压对页岩孔隙保存起到重要作用;基于此结合保存条件等建立了“多层异相、超压保孔”的页岩气超压差异富集模式,指出远离散失通道的超压孔隙发育区(层段)是页岩气富集有利区(层段)。文章指出资201井及周边是未来筇竹寺组页岩气增储上产的主要区域,资源量为8.06×10^(12)m^(3);川西地区具有相当的开发潜力,资源量为0.72×10^(12)m^(3);川南长宁及黔北一带受石墨化及构造活动影响,以寻找远离风化壳及地表露头的超压孔隙发育区为主。 展开更多
关键词 四川盆地 筇竹寺组 页岩展布 主控因素 富集模式 前景展望
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四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩孔隙结构特征与页岩气赋存模式 被引量：14
7
作者 梁峰 吴伟 +5 位作者 张琴 罗超 王玉满 刘宇 姜巍 卢斌 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期131-142,共12页
近年来,四川盆地南部地区(以下简称川南地区)下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发取得了实质性的突破,但是,关于筇竹寺组页岩气储层孔隙结构特征及其对页岩气赋存模式影响的研究还较为薄弱。为此,以川南地区W207井筇竹寺组页岩为例,以总有... 近年来,四川盆地南部地区(以下简称川南地区)下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发取得了实质性的突破,但是,关于筇竹寺组页岩气储层孔隙结构特征及其对页岩气赋存模式影响的研究还较为薄弱。为此,以川南地区W207井筇竹寺组页岩为例,以总有机碳含量(TOC)不小于1.0%为界,将筇竹寺组页岩划分出4个高有机碳页岩层段(H1—H4层),并基于大视域扫描电镜、流体注入法孔隙定量表征、三维分子结构建模与分子模拟等方法,研究了不同富有机质层段页岩孔隙特征,并着重分析了H3层页岩孔隙发育特征与页岩气赋存模式。研究结果表明:(1)筇竹寺组页岩纵向上孔隙发育差异较大,其中H3层页岩孔隙系统最为有利,发育粒缘缝—有机质纳米连通孔隙—有机质基质分子内孔隙3级孔隙网络,其矿物粒缘缝与有机质纳米孔隙提供了较大的游离气储集空间,页岩有机质分子结构中普遍发育微孔,提供了较大的吸附空间;(2)微孔对总吸附量的贡献随压力增高而降低,但在30.0 MPa时仍贡献了56%以上的总吸附气量;(3)高温高压下(30.0 MPa、70℃),页岩中游离气甲烷含量占总含气量的57%,当压力由30.0 MPa降低至16.5 MPa,游离气贡献总开采气量超过80%;(4)粒缘缝、有机质纳米连通孔隙和有机质基质分子内孔隙良好的配置关系为页岩气富集及开发提供了良好的连通体系,远离风化壳的超压层段有利于页岩孔隙发育。结论认为,川南地区筇竹寺组H3层页岩孔隙系统发育,具备页岩气高产地质条件,是筇竹寺组下一步重点关注层段,在此基础上寻找远离风化壳、孔隙发育的超压页岩储层是筇竹寺组选区选层的关键。 展开更多
关键词 四川盆地南部 下寒武统筇竹寺组 甜点段 孔裂隙系统 分子结构 页岩游离气 页岩气赋存模式
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泸州地区五峰组——龙马溪组页岩气成藏特征 被引量：9
8
作者 刘洪林 王怀厂 李晓波 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期19-26,共8页
为寻找四川盆地泸州地区五峰组—龙马溪组页岩气有利区,在开展流体包裹体检测、页岩微观孔隙观测、气泡变孔模拟等研究基础上,查明了泸州地区构造埋藏过程和生烃热演化过程,总结了泸州地区页岩气成藏特征和成藏规律。研究结果表明:泸州... 为寻找四川盆地泸州地区五峰组—龙马溪组页岩气有利区,在开展流体包裹体检测、页岩微观孔隙观测、气泡变孔模拟等研究基础上,查明了泸州地区构造埋藏过程和生烃热演化过程,总结了泸州地区页岩气成藏特征和成藏规律。研究结果表明:泸州地区五峰组—龙马溪组富有机质页岩厚度大,在二叠纪—早三叠世生油,经历了中三叠世和燕山运动期—喜马拉雅运动期2次构造抬升,中三叠世抬升幅度有限,未导致大规模烃散失,燕山运动期—喜马拉雅运动期构造抬升晚于川东南且幅度小,利于页岩气保存;泸州地区五峰组—龙马溪组页岩有机孔发育,是由于中三叠世隆升时间短,强度小,未发生大规模排烃,大量液态烃保留在储集层中,有利于后期有机孔的大量形成,同时在晚三叠世—中白垩世,地层深埋发生液态烃裂解产气,地层广泛超压,有利于有机孔的后期保存;泸州地区三叠纪隆升虽然时间短、强度小,但是从模拟实验结果来看,可以导致原油稠化和气孔形成,对页岩气富集成藏有利。因此,发生在印支运动期的泸州地区的隆升造成原油稠化,有利于页岩气富集成藏;泸州地区地层抬升时间晚,页岩气散失时间短,低角度层理缝发育,而纵向裂缝少,均有利于形成超压页岩气富集区。提出的泸州地区五峰组—龙马溪组页岩富集成藏规律,对于指导其他同类型油气勘探具有借鉴意义。 展开更多
关键词 四川盆地 泸州地区 五峰组 龙马溪组 页岩储集层 页岩气 孔隙成因 隆升 成藏
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海-陆过渡相与海相页岩气“甜点段”差异特征与形成机理 被引量：2
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作者 张琴 邱振 +9 位作者 赵群 董大忠 刘雯 孔维亮 庞正炼 高万里 蔡光银 李永洲 李星涛 林文姬 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1400-1416,共17页
为了指导海-陆过渡相页岩气的勘探开发,以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县地区二叠系山西组2段3亚段(山2^(3)亚段)海-陆过渡相页岩气甜点段与四川盆地南部地区志留系龙马溪组一段1亚段(龙一1亚段)1小层海相页岩气甜点段作为研究对象,开展系... 为了指导海-陆过渡相页岩气的勘探开发,以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县地区二叠系山西组2段3亚段(山2^(3)亚段)海-陆过渡相页岩气甜点段与四川盆地南部地区志留系龙马溪组一段1亚段(龙一1亚段)1小层海相页岩气甜点段作为研究对象,开展系统的岩心观察、薄片鉴定、全岩-黏土X射线衍射、有机地球化学分析、扫描电镜观察、N2低温吸附、CH_(4)等温吸附以及主、微量元素分析实验,系统对比研究了海-陆过渡相与海相页岩气甜点段的特征与形成机理。研究结果表明:①海相页岩气甜点段稳定分布与发育;海-陆过渡相页岩气甜点段横向不连续,纵向多层段发育。②海-陆过渡相页岩气甜点段总有机碳含量(TOC)高,处于中-高成熟阶段,有机质以Ⅱ_(2)-Ⅲ型为主;海相页岩气甜点段TOC较高,处于高-过成熟阶段,有机质以Ⅰ-Ⅱ_(1)型为主。③海-陆过渡相页岩气甜点段矿物组成以黏土矿物为主,黏土矿物孔隙以介孔和宏孔为主,它们控制游离气的赋存;有机质以发育微孔为主,它是比表面积的主要贡献者,控制吸附气的赋存。海相页岩气甜点段以石英矿物为主;页岩有机质同时发育微孔和介孔,它们是页岩气赋存的主要储存空间。④海-陆过渡相页岩气甜点段以吸附气为主,平均占66.06%;海相页岩气以游离气为主,吸附气占11.15%~43.75%。⑤海-陆过渡相和海相页岩气甜点段有机质富集均受到古气候、古环境以及地质事件控制,但陆源碎屑输入对海-陆过渡相页岩气甜点段有机质富集具有重要控制作用。⑥鄂尔多斯盆地海-陆过渡相页岩气单井最高产量达到7.9×10^(4)m^(3)/d,研究和勘探表明海-陆过渡相页岩气具有良好的勘探前景。 展开更多
关键词 差异性 海-陆过渡相 海相 甜点段 页岩气 四川盆地 鄂尔多斯盆地
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中国煤岩气突破及意义 被引量：11
10
作者 邹才能 赵群 +15 位作者 刘翰林 孙粉锦 陈艳鹏 邓泽 于荣泽 李士祥 杨智 吴松涛 马锋 高金亮 沈振 周国晓 尹帅 宋昱 郭秋雷 李勇 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期1-18,共18页
近年来,中国煤岩气革命是非常规天然气的一匹“黑马”,中国石油建成了世界首个年产200×10^(4) t油气当量煤岩气田,实现煤岩气科技、管理与战略3个创新,对全球非常规油气发展具有重大意义。煤岩气突破体现出坚持以“源岩油气”为导... 近年来,中国煤岩气革命是非常规天然气的一匹“黑马”,中国石油建成了世界首个年产200×10^(4) t油气当量煤岩气田,实现煤岩气科技、管理与战略3个创新,对全球非常规油气发展具有重大意义。煤岩气突破体现出坚持以“源岩油气”为导向的勘探战略及“立足常规、突破非常规”理论体系的科学性,或可能是中国继页岩油气革命之后的一场“新革命”。为了进一步促进煤岩气规模化勘探开发进程,在阐述煤岩气概念、内涵、类型及发育特征的基础上,系统论述了煤岩气革命的科学意义,总结了当前煤岩气核心勘探开发技术,指出了煤岩气面临的挑战和未来的发展方向。研究结果表明:①中国非常规油气发展历经油砂稠油、致密砂岩油气、页岩油气和煤岩油气4个阶段,煤岩气革命历经了“煤成气”理论、“煤层气”理论、“煤岩气”理论3个阶段与3次突破。②煤岩气指煤岩地层内形成的天然气,煤岩气富集具有“原生原储、原位原聚”特点。③煤岩气革命的科学内涵包括将资源视野从浅层煤岩气扩展到深层煤岩气的科技革命、注重降本增效的管理革命和新增中国天然气新气源的战略革命。④煤岩气两种类型包括地下原位先天地温形成的“煤岩气”、地下原位人工加热形成的“煤岩气”,前者富集的3个关键特征是进入中高成熟度、自封闭顶底板和较高占比游离气;随着原位加热改造技术的发展,地下原位人工加热形成的“煤岩气”资源,有望在天然气工业中发挥出更大的战略性潜力。⑤目前中国煤岩气5个核心勘探开发技术进展包括煤岩气甜点区/段分类标准的制定、高精度地震/地质一体化导向的实现、聚能经济压裂技术的探索、控压排采开发模式的创建、煤岩气数智化平台的开发。⑥煤岩气革命发展仍面临4个关键挑战包括“甜点区/段”分布规律认识不清、低成本少水—无水压裂工艺研发滞后、智能化井工厂建设不能满足需求、煤岩气产量峰值维持难度大。结论认为,中国煤岩气革命将对天然气工业产生重大影响,具体体现在将不断丰富非常规油气地质学理论、地下煤炭气化有望成为一场“真正革命”、人工智能驱动煤岩气创新发展、加速构建天然气经济效益评价完整体系。 展开更多
关键词 煤岩气概念 煤岩气地质理论 煤岩气类型 煤岩气技术 煤岩气革命 非常规天然气
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页岩气地质评价关键实验技术的进展与展望 被引量：32
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作者 王红岩 周尚文 +2 位作者 刘德勋 焦鹏飞 刘洪林 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1-17,共17页
页岩气地质评价实验结果为页岩气地质“甜点”评价、地质选区、储量计算、水平井压裂层段优选及开发方案确定等提供了重要的数据基础与科学依据。近年来,随着我国页岩气勘探开发工作的不断深入,相关地质评价实验技术也取得了较大的进展... 页岩气地质评价实验结果为页岩气地质“甜点”评价、地质选区、储量计算、水平井压裂层段优选及开发方案确定等提供了重要的数据基础与科学依据。近年来,随着我国页岩气勘探开发工作的不断深入,相关地质评价实验技术也取得了较大的进展。特别是在页岩微观孔隙结构、含气性和物性这3个方面,通过引进先进技术与自主设备研发相结合,建立了适用于我国海相页岩的分析测试技术和标准,对于推动我国页岩气的勘探开发进程发挥了重要的作用。为了给我国页岩气基础地质研究、实验室建设及相关标准制定提供参考和指导,归纳总结了国内外在上述3项页岩气地质评价关键实验技术方面所取得的进展,并对相关技术未来的发展趋势进行了展望。研究结果表明:①对于页岩微观孔隙结构测试,目前已经形成了多种手段相结合的定性观测和定量表征测试方法,实现了由静态表征向动态表征的转化,未来需要在页岩孔隙结构的原位表征和孔内流体赋存特征直接观测等方面做进一步的研究;②对于页岩含气性测试,目前已经建立了现场与室内相结合的含气性定量表征系列技术,实现了对页岩吸附气和游离气赋存特征的定量评价,未来需要在深层页岩损失气量计算、页岩气吸附机理及模型等方面做进一步的研究;③对于页岩物性测试,目前已经建立了多种方法相结合的孔隙度和渗透率测试技术,实现了对页岩孔隙有效性的定量评价,未来需要在孔隙度测试条件和方法等方面进行对比研究并统一标准。结论认为,只有不断地改进和优化页岩气地质评价实验技术,才能够满足科研与生产的需求。 展开更多
关键词 中国 页岩气 地质评价 实验技术 孔隙结构 含气性 物性 实验室建设
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基于重量法的页岩气超临界吸附特征实验研究 被引量：26
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作者 周尚文 薛华庆 +2 位作者 郭伟 卢斌 郭峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2806-2812,共7页
为了有效分析页岩气体的超临界吸附特征,利用重量法等温吸附仪,借助高精度的磁悬浮天平系统,直接测试了不同压力条件下甲烷气体密度及其过剩吸附量。实验测试结果表明,当压力较小时,过剩吸附量随着压力增大而增大;当压力大于8 MPa后,过... 为了有效分析页岩气体的超临界吸附特征,利用重量法等温吸附仪,借助高精度的磁悬浮天平系统,直接测试了不同压力条件下甲烷气体密度及其过剩吸附量。实验测试结果表明,当压力较小时,过剩吸附量随着压力增大而增大;当压力大于8 MPa后,过剩吸附量会随着压力的增大而减小,这主要是由于甲烷吸附相密度与游离相密度差值随压力先增大后减小导致的。页岩中超临界甲烷的等温吸附曲线在压力较大时,必然存在下降的趋势,这并非异常现象,而是超临界甲烷过剩吸附量的本质特征。此外,利用高压段甲烷过剩吸附量随压力直线递减的规律,确定了甲烷吸附相体积的计算方法,并且采取定吸附相体积的方法对绝对吸附量进行了校正,校正结果表明,超临界甲烷在页岩中的绝对吸附量依旧能很好的利用Langmuir吸附模型进行拟合及分析,可以将该经典的吸附理论扩展到超临界温度领域。 展开更多
关键词 页岩气 超临界 等温吸附 重量法 LANGMUIR模型
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煤层气水平井开发的理论技术初探——兼论煤层气和页岩气开发条件对比 被引量：18
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作者 王红岩 段瑶瑶 +9 位作者 刘洪林 赵群 陈尚斌 卢海兵 施振生 孙钦平 陈振宏 周尚文 杨明伟 王聪 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期47-59,共13页
经过30 a的不懈探索,我国煤层气开发井型逐渐由直井向水平井开发过渡,水平井开发煤层气的基础理论是制约当前煤层气开发的主要问题。和页岩相比,煤层页理和脆性矿物不发育,非均质性更强,不利于体积缝网的形成。但煤层顶底板封盖强,机械... 经过30 a的不懈探索,我国煤层气开发井型逐渐由直井向水平井开发过渡,水平井开发煤层气的基础理论是制约当前煤层气开发的主要问题。和页岩相比,煤层页理和脆性矿物不发育,非均质性更强,不利于体积缝网的形成。但煤层顶底板封盖强,机械强度高,具备较好的水力压裂条件。部分煤层裂隙被方解石等填充,酸化有利于储层渗透率改善和复杂裂缝形成。因此,建立一套适合煤层气储层特征的水平井开发工艺尤为重要。针对煤层地质特征,从水平井长度优化、簇间距优化、压裂液选择、支撑剂选择、返排率、最终可采储量(EUR)特征6个方面,系统分析煤层气水平井开发技术经济政策,认为煤层气水平段长度一般不超过1000 m,簇间距15~30 m储层改造效果较好;深部煤层气压裂液中加入滑溜水破胶剂及少量低温辅助破胶剂可提高破胶效率;相比中浅部煤层气储层,深部煤层压裂支撑剂应提高大粒径(0.425/0.850 mm)比例;深部煤层(如大吉区块8号煤)达到最高产气时的压裂液返排率与威远-长宁页岩气相近;煤层气EUR偏低,但用液强度、加砂强度大,应提高煤层气开发效率及经济效益等。煤层气开发效果受地质特征和开发工程技术协同控制,从地质工程一体化角度,提出下步煤层气水平井开发的对策,指出应进一步优化煤层气水平井开发工艺;完善水平井钻完井与配套技术,降低单井钻完井成本;依据煤粉迁移规律,实现煤层气水平井控粉有序返排,提高排采效果;依据游离与吸附气赋存比例,优化生产控制技术提升单井EUR。 展开更多
关键词 深部煤层气 页岩气 开发条件 储层对比 水平井
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川东北地区中-上二叠统海相页岩储层特征及其地质意义——以孤峰组-大隆组页岩为例
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作者 张琴 邱振 +8 位作者 梁峰 刘雯 孔维亮 王玉满 庞正炼 高万里 蔡光银 曲天泉 江冲 《海相油气地质》 北大核心 2025年第4期370-384,共15页
四川盆地东北部中—上二叠统发育孤峰组、吴家坪组三段和大隆组一段等3套海相页岩层系,是页岩气增储上产的重要新层系。基于大量岩心测试数据,分析其地球化学特征、储层发育特征,并提出针对性开发策略,以期为中国页岩气的勘探提供理论... 四川盆地东北部中—上二叠统发育孤峰组、吴家坪组三段和大隆组一段等3套海相页岩层系,是页岩气增储上产的重要新层系。基于大量岩心测试数据,分析其地球化学特征、储层发育特征,并提出针对性开发策略,以期为中国页岩气的勘探提供理论支撑。研究结果表明:①3套页岩有机质丰度高,有机质类型均为II_(1)型,成熟度(R_(o))均大于2.0%,生烃潜力大。孤峰组以硅质页岩相与钙质页岩相为主,吴三段和大一段则以硅质页岩相和混合质页岩相为主,页岩的脆性指数均分布在70%以上。②3套页岩均以有机质孔为主要孔隙类型,且孔径以介孔为主。吴三段层理缝发育,连通系数最好,孔隙度与含气量最高;孤峰组孔隙度高,连通系数居中,含气量较高;大一段层理缝不发育,连通系数和孔隙度最低,但含气量较高。③相比川南龙马溪组,3套页岩具有“三高一薄一深”的特征,即高TOC、高脆性、高含气量,但单层厚度较薄,埋深更大,需建立针对性开发技术。3套页岩层系页岩气富集有利区主要分布在开江—梁平海槽东南段以及城口—鄂西海槽的城口—奉节—利川—石柱一带。研究成果为四川盆地二叠系页岩气勘探提供了重要理论依据,对深层页岩气开发具有指导意义。 展开更多
关键词 中—上二叠统 孤峰组 吴家坪组三段 大隆组一段 储层特征 页岩气 川东北
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鄂尔多斯盆地深部煤岩气储层气孔成因及成藏富集特征
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作者 刘洪林 王怀厂 +2 位作者 黄道军 赵群 李晓波 《中国石油勘探》 北大核心 2025年第4期92-107,共16页
鄂尔多斯盆地深部煤岩广泛分布,是天然气勘探开发的重要接替领域;但是随着埋深增加,深部地层温度、地应力和水文地质条件发生较大变化,导致深部煤岩气富集成藏规律与浅部存在较大差异,深部煤岩气成藏具有特殊性,孔隙结构特征及成因、成... 鄂尔多斯盆地深部煤岩广泛分布,是天然气勘探开发的重要接替领域;但是随着埋深增加,深部地层温度、地应力和水文地质条件发生较大变化,导致深部煤岩气富集成藏规律与浅部存在较大差异,深部煤岩气成藏具有特殊性,孔隙结构特征及成因、成藏类型与富集特征等方面研究不足。开展了煤岩显微组分、扫描电镜等实验分析,研究认为,本溪组8号煤岩沉积环境主要为潟湖—潮坪相沉积,东北部厚度为8~22m,向西南减薄为2~6m,煤岩镜质组含量高,平均为78.5%,成熟度从东北向西南增加;深部煤储层孔隙度为3.65%~5.84%,成煤沼泽类型对气孔形成有控制作用,气孔与地层水汽化、煤岩快速生烃有关;盆地深部煤岩气成藏类型常见微构造气藏、背斜构造气藏等多种类型;煤岩含气量由东北向西南增加,深部煤岩含气量转折点约2000m,沉积环境通过控制成煤沼泽相影响煤岩含气量分布,煤岩顶板为粉砂质泥岩,含气性好于石灰岩和砂岩顶板。提出了针对深部煤岩气应建立以储层孔隙发育为核心的地质评价体系、以孔隙发育带和含气富集区为核心的地球物理预测技术、以水平井煤储层气孔发育为核心的储层压裂设计和针对性生产技术,可加快实现深部煤岩气效益开发。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 深部煤岩气 气孔 成因机制 成藏模式 效益开发
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鄂尔多斯盆地深部煤岩气高矿化地层水特征与成因机制探讨
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作者 刘洪林 王怀厂 +1 位作者 邓泽 黄道军 《天然气工业》 北大核心 2025年第8期17-29,共13页
鄂尔多斯盆地埋深大于2000 m的深部煤岩气资源十分丰富,与中浅部煤层气相比,深部煤岩气中地层水具有高矿化、高度滞留的水文地质特征,对煤岩气富集成藏和开采具有重要影响。为了阐明鄂尔多斯盆地(下文简称盆地)深部石炭系本溪组8号煤岩... 鄂尔多斯盆地埋深大于2000 m的深部煤岩气资源十分丰富,与中浅部煤层气相比,深部煤岩气中地层水具有高矿化、高度滞留的水文地质特征,对煤岩气富集成藏和开采具有重要影响。为了阐明鄂尔多斯盆地(下文简称盆地)深部石炭系本溪组8号煤岩地层水的基本特征以及对煤岩气的影响,深入剖析了煤岩水文地质、水化学、同位素等特征,探讨了现今盆地煤岩地层水赋存状态及水化学成因机制,并研究了地层水的空间分布特征及其控制因素。研究结果表明:①盆地深部煤岩气田地层水矿化度较高,属于CaCl_(2)水,钠氯系数为0.30~0.51,水动力弱,煤岩气封闭性极佳;②煤岩储层孔缝系统导致煤岩储层内水体分布不均,煤岩储层内大尺度裂缝中水体充盈,而邻近割理、微孔裂隙区域仅含极少量水,气泡变孔成因的气孔不含地层水;③煤岩作为上古生界气藏主要气源岩层,其地质历史中的生烃强度主导了气、水的宏观分布格局,其中强生烃叠加深埋升温下的地层水汽化携液关键地质作用使煤岩干化延续至今,深部煤岩具有超低含水饱和度特征,同时煤岩中少量的地层水基本保持了地质历史上古地层水矿化度分布特征。结论认为,盆地深部8号煤岩地层水与煤系地层水的演化具有继承性,煤岩热演化对地层水滞留赋存状态和矿化度升高等具有重要影响作用,该认识对深化盆地深部煤岩气成藏与演化具有重要的指导价值。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 石炭系本溪组 8号煤岩 深部煤岩气 富集特征 地层水 矿化度
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含油气盆地中有机成因天然氢气形成初探
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作者 徐浩 周文 +6 位作者 周秋媚 何建华 邓乃尔 钟治奇 蒋柯 曹茜 武瑾 《成都理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期330-343,共14页
有机成因天然氢气是含油气盆地中一种具有重要潜力的资源,本文旨在探讨这类氢气在含油气盆地中形成和富集的可能性。本文首先区分了天然氢气的无机与有机成因类型,重点探讨了有机成因天然氢气的形成;其次分析了有机质热演化成烃过程及... 有机成因天然氢气是含油气盆地中一种具有重要潜力的资源,本文旨在探讨这类氢气在含油气盆地中形成和富集的可能性。本文首先区分了天然氢气的无机与有机成因类型,重点探讨了有机成因天然氢气的形成;其次分析了有机质热演化成烃过程及甲烷裂解成氢的机理和条件。研究表明,沉积盆地中的有机质演化至“石墨化阶段”时(或埋深超过20 km、温度达到700℃以上时),有机成因甲烷可通过裂解形成大量天然氢气。在水蒸气存在的条件下,这些氢气可能被保存并相对富集。勘探成果显示,随着勘探向盆地深部推进,高演化烃源岩地层中有机成因氢气的出现频率和含量均有所增加。未来在更大勘探深度下,含油气盆地中有望发现更高浓度的有机成因天然氢气,甚至可能存在“纯”氢气藏。这些发现可为含油气盆地中有机成因天然氢气的勘探提供新视角,为能源转型中的清洁能源开发提供潜在方向。 展开更多
关键词 含油气盆地 有机成因天然氢气 有机质热演化 甲烷裂解 勘探潜力
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黑色页岩物源研究方法、存在问题及未来展望--以川南地区五峰组-龙马溪组为例
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作者 祁灵 施振生 +5 位作者 王红岩 周天琪 李贵中 赵萌 程辉 程自豪 《石油与天然气地质》 北大核心 2025年第1期62-77,共16页
黑色页岩物源研究有元素地球化学方法和矿物学方法等。元素地球化学方法利用主量元素、微量元素及稀土元素判别沉积物搬运-沉积过程、母岩性质和构造背景特征,矿物学方法则通过矿物组成及含量的变化识别源区位置及其搬运路径。目前,黑... 黑色页岩物源研究有元素地球化学方法和矿物学方法等。元素地球化学方法利用主量元素、微量元素及稀土元素判别沉积物搬运-沉积过程、母岩性质和构造背景特征,矿物学方法则通过矿物组成及含量的变化识别源区位置及其搬运路径。目前,黑色页岩物源分析仅能指出潜在物源区性质,而源区具体位置、源区分布范围以及沉积物搬运路径尚未明确。以川南地区五峰组-龙马溪组黑色页岩为例,系统分析其物源特征:①通过主成分分析识别出活动性元素(Si,Al,Ca,Fe,Ba,Ta,Th和Zr)和不活动性元素(Ti,P,Na,Mn,Yb,Lu和Tm)。②源岩成分成熟度整体偏低,经历了低-中等程度的化学风化作用和温暖湿润的气候条件。沉积分选作用和再循环作用对源岩元素特征影响微弱。③母岩主要为长英质火成岩,源区构造背景以碰撞环境为主,部分来源裂谷环境。④沉积物物源以黔中-雪峰古隆起为主,乐山-龙女寺古隆起次之。其中宜203井区、长宁地区、泸州地区以及川南东北地区的沉积物主要来源于黔中-雪峰隆起,威远地区的威207井附近沉积物主要来源于乐山-龙女寺古隆起。物源分析中影响沉积岩主量元素、微量元素、矿物组分含量分布的因素多,需结合稳定同位素、高分辨率地球化学分析技术,多指标、多学科交叉研究,大数据分析手段才能全面了解黑色页岩的物源特征。 展开更多
关键词 物源 元素地球化学 黑色页岩 五峰组 龙马溪组 川南地区
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川南地区五峰组—龙马溪组页岩岩相特征及沉积环境演化
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作者 武瑾 曾凡成 +5 位作者 唐晴 杨立民 邱振 赵圣贤 邹晓品 李伟华 《古地理学报》 北大核心 2025年第5期1227-1243,共17页
川南地区五峰组—龙马溪组黑色页岩是页岩气勘探的主要目标层位。通过岩心及薄片观察、二维XRF元素扫描、扫描电镜、微区QEMSCAN分析等手段,结合全岩XRD以及地球化学分析测试等资料,对川南地区五峰组—龙马溪组页岩岩相特征、沉积环境... 川南地区五峰组—龙马溪组黑色页岩是页岩气勘探的主要目标层位。通过岩心及薄片观察、二维XRF元素扫描、扫描电镜、微区QEMSCAN分析等手段,结合全岩XRD以及地球化学分析测试等资料,对川南地区五峰组—龙马溪组页岩岩相特征、沉积环境演化以及沉积作用进行研究。结果表明:(1)根据“TOC含量-矿物含量-成因-沉积构造”多端元岩相划分方案,将五峰组—龙马溪组页岩划分为高TOC块状生物硅质页岩、极高TOC薄纹层生物硅质页岩、高TOC极薄纹层生物-碎屑硅质页岩、中TOC纹层状碎屑硅质页岩、高TOC纹层状化学-生物钙硅混积页岩、高TOC极薄纹层生物-碎屑硅泥混积页岩、中TOC纹层状碎屑硅泥混积页岩、中TOC纹层状碎屑三元混积页岩共8种岩相类型,并对其岩相特征、垂向分布特征以及空间展布特征进行了刻画。(2)沉积环境自下而上经历了5个阶段的变化,古气候经历了从五峰组底部温湿到中部干热再到顶部干冷、随后从龙马溪组下部的湿热到中上部的温湿的演变。在五峰组下部以及龙马溪组下部经历了2次大规模的海侵,海平面较高时,水体封闭性弱、还原性强、盐度较低、古生产力较高;在五峰组顶部发生冰川事件导致海平面下降,海平面较低时,水体封闭性强、还原性弱、盐度较高、古生产力较低。(3)沉积环境的高频变化对页岩岩相发育及有机质富集具有明显的控制作用,不同岩相中有机质含量与古生产力和水体还原性均呈良好的正相关,在古生产力高、水体还原性较强的阶段主要沉积极高TOC薄纹层生物硅质页岩和高TOC极薄纹层生物-碎屑硅质页岩。研究成果不仅有助于对有机质富集和页岩沉积作用的理解,而且可为该区域下一步油气勘探的有利层段预测、勘探及开发提供理论依据。 展开更多
关键词 岩相特征 古环境 沉积模式 五峰组 龙马溪组 四川盆地
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煤炭地下气化数值模拟技术框架与研究进展及展望 被引量：1
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作者 东振 孔令峰 +7 位作者 陈艳鹏 张梦媛 薛俊杰 赵宇峰 任博 蔡承政 邓泽 陈浩 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期3797-3817,共21页
煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)是一项具有发展潜力的煤原位转化清洁技术,数值模拟是研究复杂气化过程的有效手段。经过近50 a发展,UCG数值模拟技术取得了丰硕科研成果,但目前仍不成熟,成为制约UCG产业化的主要技术... 煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)是一项具有发展潜力的煤原位转化清洁技术,数值模拟是研究复杂气化过程的有效手段。经过近50 a发展,UCG数值模拟技术取得了丰硕科研成果,但目前仍不成熟,成为制约UCG产业化的主要技术短板之一。为加快国内UCG数值模拟技术发展,更好地服务现场试验,提出了UCG数值模拟技术框架,阐述了气化过程的热物理化学行为,综述了国内外主要研究进展和最新成果,并指出了存在问题和攻关方向。研究表明:①气化过程涉及的物理化学反应多、时间和空间跨度大、传质传热过程复杂,导致UCG数值模拟技术极具挑战性,从研究时间看,UCG数值模拟技术的发展可划分为3个阶段,虽与现场试验相比具有一定滞后性,但气化过程并非不可预测的“黑盒子”。②UCG的科学本质是“变空间的三传一反”问题,气化产物与气化腔扩展预测是数值模拟的主要任务之一,气化腔扩展机制包括化学反应消耗、煤剥落和顶板破坏坍塌,气化腔内流体流动主要由温度差和浓度差引起的双扩散自然对流控制,辐射传热处于热量传递的主导地位,碎石与煤灰的渗透率比值对气化腔形态发育具有较大影响。③填充床模型、通道模型和煤块模型分别在产物预测、气化腔扩展预测和干燥锋面、燃烧锋面跟踪方面具有优势,过程模型将气化涉及的主要物理化学现象通过不同功能模块刻画,是实现复杂气化过程模拟的可行策略,计算流体动力学模型近年来发展较快,是目前主要的模拟手段。④未来UCG数值模拟技术会向着更精准、更系统、更高效、更智能的方向发展,亟须尽快解决大尺寸块煤化学反应动力学问题、多功能一体化集成问题,离散元方法和连续介质方法的耦合问题,矿场尺度的三维地质建模问题,数值模拟技术与人工智能的融合问题。随着数值模拟技术不断发展完善,必将在UCG产业化进程中发挥更大的技术支撑作用。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 数值模拟 传质传热 化学反应动力学 计算流体动力学 人工智能
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