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2 0 1 1 年 3月 第 2 6卷第2期 西安石油大学学报 自然科 学版 J o u rna l o f X i a n S h i y o u U n i v e r s i t y N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n Ma l“ .201 1 V o 1 . 2 6 No . 2 文章编号 1 6 7 3 - 0 6 4 X 2 0 1 1 0 2 - 0 0 3 9 - 0 4 鄂尔多斯盆地宜川富县地区古生界天然气勘探潜力分析 李 浩 , 黄 薇 , 何 剑 , 李 云 , 王振兵 1 . 西北大学 地质学系, 陕西 西安 7 1 0 0 6 9 ; 2 . 延长石油集团 油气勘探公司, 陕西 延安 7 1 6 0 0 0; 3 . 延长油田股份有限公司 下寺湾采油厂, 陕西 延安 7 1 6 1 0 5 摘要 结合前人研究成果, 分析 了鄂 尔多斯盆地宜川富县地 区岩心、 测井、 地震、 试气等资料 , 研究了 其古生界生、 储 、 盖 、 圈闭特征及油气富集规律 , 认 为该区天然 气勘探潜力较大. 下古生界海相烃 源 岩为平凉组泥岩及马家沟组灰岩、 泥灰岩 , 具有低丰度、 过成 熟的特点; 储层 为风化壳 , 主要储集 空 间为微裂缝 、 溶蚀孔 隙和基质 内微孔; 盖层为上古生界石炭 系本溪组铝土岩、 铝土质泥岩及泥岩. 上 古生界烃源岩为暗色泥岩、 太原组和山西组碳质泥岩、 灰黑 色泥岩、 煤层和 生物碎屑灰岩, 具 高丰 度、 高成熟的特点; 储层为下石盒子组和 山西组水下分流河道及 滩坝类砂体 , 主要储集空间类型为 混合孔隙、 残余孔隙、 裂缝 一微孔隙、 裂缝; 盖层为上石盒子组泥岩. 圈闲类型主要有岩性圈闭、 地层 圈闭, 局部发育构造 一岩性圈闭. 油气成藏综合研究表 明, 下古生界 以中央古隆起的马五段为有利 勘探 目标, 上古生界以寻找三角洲前缘分流河道及滩坝等有利沉积相带控 制的岩性 圈闭为主要勘 探 目标 . 关键词 天然气; 勘探潜力; 烃源岩; 古生界 ; 鄂 尔多斯盆地 中图分类号 T E l 2 1 文献标识码 A ’ 1 区域地质概 况 研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡南部地区, 为一个稳定沉降、 坳陷迁移、 扭动明显的多旋回克拉 通叠加沉积盆地 ⋯, 其形成经历 了早古生代差异升 降阶段 、 晚古生代一 中生代整体掀斜 阶段和新生代 断陷盆地 3个发展阶段 4 。 , 地层缺失上奥陶统 、 志 留系 、 泥盆系及下石炭统 , 保存地层 自下而上划分 为 下古生界寒武 系毛庄组 、 徐庄 组 、 张夏组 、 三 山 组 , 下奥陶统马家沟组 , 上古生界石炭 系本溪组 , 二 叠系太原组 、 山西组 、 石盒子组 、 石千峰组. 下古生界 为浅海陆棚相 、 台地相及潮坪相 , 上古生界主要为滨 岸相 、 曲流河三角洲相 、 辫状河三角洲相及湖泊相等 沉积 . 下奥陶统马家沟组 、 二叠系山西组和石盒 子组见到工业气流 , 具有 良好的天然气勘探前景. 2 天然气成藏地质条件 分析 2 . 1 烃源条件 研究 区主要发育上古生界 、 下古生界 2套烃源 岩. 2 . 1 . 1 下古生界海相 烃源岩 研究区奥陶系烃源 岩主要岩性为泥质 白云岩 、 含藻 白云岩 、 泥质灰岩及 泥晶云岩 、 灰岩 , 具有低丰度 , 过成熟的特点. 中元古 界一下古生界以碳酸盐岩为主的沉积厚度达 1 0 0 0~ 6 0 0 0 1 1 “1 . 下奥 陶统有 机碳 质量 分数 在 0 . 0 5 % 一 0 . 3 5 %之间, 平均 0 . 1 9 %; 氯仿沥 青“ A” 质量分 数 平均值为 0 . 0 1 % . 碳酸盐岩烃源岩原始有机质主要 属 I I 型和 I 型 , 热演化程度属过成熟 阶段. 推算研究 区下古生界平均生烃强度为 7 . 01 0 m / k m . 2 . 1 . 2 上古 生界 煤 系烃 源岩 研 究 区上 古石炭 系一二叠系烃源岩具有较高丰度 、 高成熟的特点. 石 收稿 日期 2 0 1 1 -01 - 0 3 作者简介李浩 1 9 8 6 一 , 男 , 主要从事沉积盆地演化与油气关系及油气评价方面的研究 E一 , n a i l l h f b i O 0 8 q q.t o m -- 4 0 --- 西安石油大学学报 自然科学 版 炭一二叠系烃源岩包括本溪组 、 太原组和山西组烃 源岩. 烃源岩类型有煤层 、 暗色泥岩 和生物碎屑灰 岩. 烃源岩有机质丰度较高 , 原始母质以高等植物为 主. 热演化 R o1 . 7 % 一 2 . 5 % 处于高一过成熟阶 段 , 以产干气为主. 研究区煤层平均厚度 2~ 6 m, 暗 色泥岩 6 0 m左右 , 处于强生烃范 围内, 生烃强度达 2 51 0 m / k m。 . 2 . 2 储层条件 研究 区下古生界碳酸盐岩岩溶风化壳储层和上 古生界三角洲前缘 、 分流河道 、 河 口坝等砂体 较发 育, 为形成地层 一岩性圈闭提供 了良好的条件. 2 . 2 . 1 下古生界在下古生界奥陶系顶部风化壳 发育区, 以马家沟马五晚期沉积为主, 主要发育局限 台地和蒸发台地 2种沉积亚相 , 处于古隆起岩溶斜 坡及鞍地地带 , 溶蚀作用较强烈, 是形成风化壳储层 天然气 藏 的较 有利 区域. 孔 隙度最 高 1 0 % , 最低 1 . 1 %, 渗透率最高 4 2 . 0 81 0 I, z m , 最低0 . O l 1 0 ~ m . 储层组合类型有裂缝 一 基质 型和裂缝 一 孑 L 洞型 . 2 . 2 . 2 上古生界上古生界在研究 区主要发育山 西组和石盒子组砂岩储集层. 上古生界储层主要为 三角洲前缘分流河道及河 口砂坝砂岩, 岩性为浅灰 色、 灰白色、 灰绿色细砂岩、 粉砂岩. 砂岩成分以石英 为主 , 长石、 岩屑次之, 颗粒次棱角状 , 分选较好 , 泥 质胶结 , 石英次生加大较普遍. 储层主要为低孔 孔 隙度在 2 % ~1 0 % 之 间 、 低 渗 渗透 率 1 . 0 l 0 ~ m 型. 储层组合类型有裂缝型、 裂缝 一微孔 隙型 、 混合孔隙型、 残余孔隙型. 2 . 3 生储盖组合 研究区古生界存在多套生储盖组合. 下古生界 石炭系本溪组铝土岩、 铝土质泥岩及泥岩厚度一般 在 3 O一 7 0 m之间 , 直接覆盖在奥陶系风化壳之上, 构成良好的盖层. 山西组 、 太原组泥岩和生物碎屑灰 岩以及马家沟组致密碳酸盐岩、 膏岩 、 盐岩等也都具 有较强的封盖能力. 奥陶系风化壳及 内幕次生孔隙 发育带是有利的储集层. 马家沟组灰岩 、 泥灰岩为烃 源岩. 上古生界上石盒子组泥岩在全盆地 广泛分布, 单层厚度 5~ 2 0 m, 累计厚度 1 0 0~1 4 0 m, 这套地层 覆盖在全盆地的古生界储层之上 , 成为整个古生界 含气系统 的大型区域封盖层. 此套盖层具有 自西 向 东厚度增大 、 区域封盖能力增强的特点 , 同时该组泥 岩普遍存在压力过剩. 过剩压力与较差的物性使其 具有双重封闭能力 , 有着更强的封盖效果. 下石盒子 组和山西组水下分流河道及滩坝类砂体为储集层. 本溪组泻湖相暗色泥岩 、 太原组和山西组碳质泥岩 、 灰黑色泥岩 、 煤层和生物碎屑灰岩为烃源岩. 上古生 界总体为一套 自生 白储 自盖型组合. 2 . 4圈闭发育及天然气藏特征 圈闭是油气藏形成的必要条件 , 是油气运 聚成 藏的归宿场所 。 研究 区盖层断裂不发育 , 构造相 对稳定 , 少见构造圈闭, 以岩性圈闭和地层圈闭天然 气藏为主. 2 . 4 . 1 岩性 圈闭岩性圈闭主要形成于上古生界, 是研究区天然气藏的主要 圈闭类型 , 包括上倾尖灭 型岩性圈闭 、 透镜型岩性圈闭. 1 上倾尖灭型岩性 圈闭. 由于沉积环境或微 相变化 , 沉积岩横向上发生岩性岩相的变化, 经后期 的构造作用 , 地层发生变形 , 出现储集层沿地层上倾 方 向变薄尖灭或岩性相变而形成上倾尖灭型岩性圈 闭. 对于下古生界主要为碳酸盐岩地层 , 这类圈闭主 要发育于碳酸盐岩台地向盆地过渡 的相变带. 在南 部富县地区都可见到上倾尖灭型岩性圈闭. 2 透镜型岩性 圈闭. 这是一种储集层顶底和 四周都被非渗透性岩层所封闭而形成的圈闭. 这类 圈闭多见于碎屑岩地层 特别是 陆相地层 中. 上古 生界以砂岩为主要储 集层 的地层 中, 砂层横 向的岩 性变化也容易形成透镜型岩性圈闭. 2 . 4 . 2 地层 圈闭 地层圈闭是由储集层岩性横 向 变化或地层连续性 中断而形成的圈闭. 主要有 由透 镜体砂岩、 岩相变化 、 生物礁体等形成的原生地层圈 闭, 由地层不整合 、 成岩后期溶蚀作用等形成的次生 地层 圈闭. 该区下古生界天然气气藏常赋存于地层圈闭 中, 主要发育岩溶古地貌圈闭, 此类圈闭类似于古潜 山圈闭, 鉴于其古地貌起伏不大 , 不具“ 山” 形 , 称之 为岩溶古地貌圈闭. 研究区此圈闭以沟槽为限, 其面 积一般在 1 0~ 5 0 k m . 2 . 4 . 3 构造 圈闭 构造圈闭是储集岩层及其上盖 层因某种局部构造形变而形成的圈闭. 主要有褶皱 作用形成的背斜圈闭, 断层作用形成的圈闭, 裂隙作 用形成的圈闭 , 刺穿作用形成的圈闭和由上述各种 构造因素综合形成的圈闭. 研究区偶见裂缝作用形成的构造圈闭. 其裂缝 一 般集中发育在局部构造的核部和转折端以及断裂 带附近. 李浩等 鄂尔多斯盆地宜川富县地区古生界天然气勘探潜力分析 一4 1 3 天然气 富集规律 3 . 1 下古生界 1 中央古隆起构造枢纽带是碳酸盐岩岩溶古 地貌储集体的发育 区, 同时是油气运聚的重要指向. 因此 , 中央古隆起构造枢纽带是成藏的最佳环境. 2 生 、 排烃 中心叠合区提供 了丰富的气源 , 短 距离运聚决定了气藏的地理分布. 3 巨型岩溶阶地控制 了天然气 的富集 , 一是 气藏的纵向分布受风化壳深度制 约, 二是气藏 的平 面分布受岩溶阶地的边界控制. 岩溶阶地 马五 1地 层保存较全 , 岩溶发 育广泛 , 风化壳深度稳定 , 有利 于天然气的成藏和富集. 3 . 2上古生界 1 紧邻 烃源 岩的储层 是上古 生界 的主力 气 层 , 上古生界从本溪组到上石盒子组普遍钻遇气层 , 纵 向含气层段较多, 但气层分布不均. 其 中, 本溪组 、 盒 8 、 山 2三层段砂岩储层纵 、 横 向普遍发育 , 又位 于气源岩的上部 , 是上古生界天然气运 、 聚的主要层 段 . 2 生气中心与区域古构造共同控制气藏富集 区带的展布. 受砂体非均质性 、 致密性和构造平缓等 因素制约 , 天然气主要 围绕生气 中心以垂 向及短距 离横向运移为主 , 横向运移方 向主要从气场高势 区 指向低势区. 3 良好的沉 积 、 成岩储集相带是工业 性气藏 发育的重要基础 , 目前试气 的高产气井均与三角洲 分流河道及河 口坝砂 体 中的纯石英砂 岩类发育有 关. 4 相对封闭的圈闭系统是气藏富集高产的重 要保证. 4 勘探有利 目标 区评价 研究区上古生界油气运移与聚集成藏均受沉积 相带的控制, 三角洲前缘分流河道是油气储集最主 要也是最有利的相带 , 岩性圈闭是最基本 的圈闭类 型; 下古生界主要圈闭类型为岩溶古地貌圈闭. 基于 上述基本情况 , 研究 区勘探应 以上古生界为主寻找 砂体发育带 , 兼探下古生界风化壳 , 勘探 目标应考虑 有利的岩性圈闭及岩性地层 圈闭. 下古生界勘探 目标以马五分布 区最为有利. 图 1为马四一马六段风化壳 的分布情 况, 自西 向东依 次存在马四段 、 马五段和马六段风化壳. 富古 1 井在 马五 l 0解释气层 9 . 6 m, 试气获 1 3 6 6 m / d的低产 气流. 富古 3井也在马五 1 0解释气层 3层 2 0 . 8 m, 试气获 5 8 8 1T I / d的低 产 气 流. 富古 4井 在 马五 1 2 3 解释气层 2层 6 m, 试气获 1 6 9 0 5 m / d的工 业气流 ; 另外在马五 1 0解释气层 3层 2 0 1T I , 试气获 4 5 7 m / d的低产气流. 富古 7井在马五 1 2解释气层 3层 6 . 8 1 T I , 试气获 1 2 6 2 2 1T I / d的工业气 流. 这些 为下一步的井位部署提供 了有利依据. 上古生界 山西组山 2段沉积期 , 受南部物源体 系的影响 , 该 区发育 的 3条水 下分流河道是勘探 的 有利 目标区, 分布在黄深 1井 、 富古 1井 、 宜 2井一 图 1 鄂尔 多斯盆地富县地 区马四 ~马六段风 化壳分布 Fi g . 1 Th e we at h e r i ng c r u s t di s t r i b u t i o n g r a p h o f M a 4- 6 me mb e r s i n Fu x i a n a r e a, Or d o s Ba s i n 一 4 2 一 西安石油大学学报 自然科学版 红 3井一延 2 2 1 井一带 , 砂体厚度多在 l 0 2 0 m之 间 图 2 . 富古 1井在山 2段钻遇气层 8 . 5 m, 其孔 隙度 平 均为 7 . 5 %, 渗 透率 平均 为 0 . 2 3 61 0 m , 试气获 4 4 8 9 m / d的低产气流. 图 2 鄂尔多斯盆地宜川富县地区 山西组 山 2段砂体厚 度 Fi g . 2 Thed b o d y t h i c k n e s s g r a ph o f S h a n 2 m e mbe r o f S ha n x i f o r ma t i o n i n Yi c h u a n Fu x i a n a r e a, Or do s Ba s i n 上古生界石盒子组盒 8段沉积时期 , 该区继承 山西期的沉积体系, 形成在山西组沉积基础上叠加 的三角洲沉积, 也发育 3条分流河道 , 河道分别位于 黄深 1井、 黄陵及宜川等地 , 成为该区有利勘探 目标 区. 其中宜川地区河道较发育 , 砂厚 l 5~ 2 5 m, 局部 地区砂厚甚至可达 3 0 i n以上 , 砂体沿水下分流河 道延伸较远 , 横向厚度变化较大 图 3 . 沉积物主要 为灰色 、 灰绿色泥岩、 粉砂质泥岩夹灰绿色、 灰白色 厚层状细一中砂岩. 富古 2井在盒 8段解释气层厚 度 1 层 5 . 1 m, 试气获 1 2 3 7 8 m / d的工业气流. 富 古5井在盒 8段解释气层为 2层厚度 9 . 4 1 T I , 试气获 1 5 0 0 m / d的低产气流 ; 另外在上石盒子组也钻遇 一 层 7 . 5 m的气层 , 试气获 4 2 3 m / d的低产气流. 图3鄂尔 多斯盆地宜川富县地区 石盒子组盒 8段砂体厚度图 Fi g . 3 Th e s a n d b o d y t h i c k ne s s g r a ph o f 8t h m e mb e r S h i h e z i f o r ma t i o n i n Yi c hu a n Fu x i a n a r e a。 Or do s Ba s i n 5 结 论 1 研究区主要发育 2套烃源岩 下古生界海 相低丰度、 过成熟的烃源岩为平凉组泥岩及马家沟 组灰岩 、 泥灰岩; 上古生界高丰度 、 高成熟的烃源岩 为暗色泥岩 、 太原组和 山西组碳质泥岩 、 灰黑色泥 岩 、 煤层和生物碎屑灰岩 , 为研究区提供 了充足的 烃 源. 2 下古生界奥陶系马家沟组马五段风化壳以 及上古生界下石盒子组和山西组水下分流河道及滩 坝类砂体为天然气储集提供 了有利场所 ; 古生界配 套的生、 储 、 盖组合及 圈闭的形成为后期天然气 的保 存提供 了条件. 3 该区资源量大 、 探 明率低 , 具有较大的勘探 潜力. 下古生界以中央古隆起 的马五段为有利勘探 目标 , 道镇一西门沟一牛武一带是最有利的勘探 目 标区 ; 上古生界以寻找三角洲前缘分流河道等有利 沉积相带控制的岩性 圈闭为主要勘探 目标 , 主要分 布在黄深 1 井 、 富古 l井 、 宜 2井一红 3井一延 2 2 1 井一带. 参 考 文 献 [ 1 ] 杨俊杰, 裴锡古. 中国天然气地质[ M] . 北京 石油工 业出版社 , 1 9 9 6 . 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C H E N Me n g - j i n , WA N G Z e c h e n g , G U O Y a n 一 1 3 1 , e t a 1 . La t e p a l e o z o i c s e d i me n t a r y s ys t e ms a n d g a s po t e n t i a l i n t h e s o u t h o r d o s b a s i n [ J ] . P e t r o l e u m E x p o l o r a t i o n a n d D e v e l o p m e n t , 2 0 0 6, 3 3 1 1 - 5 . 下转第 4 7页 吴军来等 基于 3 D流线模拟的水驱油藏动态评价新方法 一 4 7 一 表 1 S N HW8 2 8并组调整前后水驱贡献分配情 况 Ta b . 1 Th e d a il y o i l y i e l d a nd t h e d a i l y wa t e r y i e l d c o n t r i b u t e d b y wa t e r d r i v e b e f o r e a n d a f t e r t h e a d j u s t n l e a s I I r e s o f S N HW8 2 8 w e l l g r o u p 2 这种基于流线模拟 的油藏动态评价新方法 对于强非均质性 油藏的研 究提供 了一 条全新 的思 路 , 同时也为更复杂的油藏开发提供理论支持. 参 考 文 献 [ 1 ] R i c h a r d B a k e r . S t r e a m l i n e t e c h n o l o g y r e s e r v o i r h i s t o r y ma t c h i n g a n d f o r e c a s t i n g i t s s u c c e s s ,l i mi t a t i o n s,a nd f u t u r e[ J ] . J o u r n a l o f C a n a d i a n P e t r o l e u m T e c h n o l o gy, 2 0 0 1 , 4 0 4 4 - 7 . 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R e s e a r c h O i l s e d i m e n t a r y s y s t e m s a n d h y d r o c a r b o n s e n ric h me n t o f t h e u p p e r p ala e o z o i c o f t h e O r d o s B a s i n [ D ] . X i a n N o r t h w e s t e rn U n i v e r s i t y , 2 0 0 7 . [ 7 ] 孙肇才, 胡显穆. 鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系的对比 划分意见及其对中西部油气助探的意义[ J ] . 海相油 气地质 , 2 0 0 2 , 7 4 4 l 一 5 8 . S UN Z h a o c a i , HU Xi a n mu . Vi e w o n t h e c o r r e l a t i o n a n d d e ma r c a t i o n o f t he o r d o v i c i a n s t r a t a i n t he s o ut hwe s t e r n ma t i n r e g i o n o f o r d o s b a s i n a n d t h e s i g n i fi c a n c e o f p e t r o l e u m e x p l o r a t i o n i n C e n t r al We s t e rn p a r t o f C h i n a [ J ] . Ma r i n e O ri g i n P e t r o l e u n G e o l o g y , 2 0 0 2 , 7 4 4 1 - 5 8 . t h e i n j e c t o r t o p r o d u c e r r e l a t i o n s h i p w i t h s t r e a m l i n e s i m u l a t i o n f C ] . S P E 5 4 6 1 6 , 2 0 0 0 . . [ 5 ] T h i e l e M R, B a t y c k y R P . U s i n g s t r e a ml i n e d e ri v e d i n j e c t i o n e f fi c i e n c i e s for i mp r o v e d w a t e r f l o o d ma n a g e me n t [ C ] . S P E 8 4 0 8 0 , 2 0 0 6 . [ 6 ] G h o r i S G, J i l a n i S Z , K i n g F a h d , e t a 1 . I mp r o v i n g i n j e c t o r e f f i c i e n e i e s u s i n g s t r e am l i n e s i mu l a t i o n A c ase s t u d y i n a g i ant mi d d l e e a s t fi e l d[ C ] . S P E 1 0 5 3 9 3 , 2 0 0 7 . [ 7 ] 杨 萌. 流线模拟法 的研究及其在油藏工程 中的应用 [ D] . 西南石油大学硕士论文, 2 0 0 6 . YANG Me n g . S t r e am l i n e S i mu l a t i o n Me t h o d a n d I t s Ap p l i c a t i o n i n R e s e r v o i r E n g i n e e ri n g [ D] . C h e n g d u S o u t h we s t Pe t r o l e um Un i v e rsi t y, 2 0 06. [ 8 ] T h i e l e M R . S t r e a ml i n e S i m u l a t i o n[ C ] . 8 t h I n t e rna t i o n a l F o r um o n Re s e r v o i r S i mu l a t i o n, S t r e s a, I t aly, 2 0 05. [ 9] Mar c o R. T h i e l e . S t r e a m l i n e B ase d R e s e rv o i r S i m u l a t i o n [ M] . A b i n g d o n S t r e a m S i m T e c h n o l o g i e s I n e , 2 0 0 7 . [ 1 0]S c h l u m b e r g e r G e o Q u e s t . S i m u l a t i o n Soft w a r e Ma n u als F r o n t S i m S t r e a m l i n e S i m u l a t o r[ M] . A b i n g d o n S c h l u m b e r g e r I n f o r ma t i o n S o l u t i o n s, 2 0 08. 责任编辑 贺元旦 [ 8 ] [ 9 ] 李明瑞, 窦伟坦 , 蔺宏斌, 等. 鄂尔多斯盆地东部上古 生界致密岩性气藏成藏模式 [ J ] . 石油勘探与开发, 2 0 0 9 , 3 6 1 5 6 - 6 1 . L I Mi n g ru i , DO U W e i t a n, L I N Ho n g - b i n , e t a1. Mo d e l for t i g h t l i t h o l o g i c g a s a c c u mu l a t i o n i n u p p e r p ala e o z o i c, e a s t o f o r d o s b a s i n [ J ] . P e t r o l e u m E x p o l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t , 2 0 0 9 , 3 6 1 5 6 - 6 1 . 王志欣 , 张金川. 鄂尔多斯盆地上古生界深盆气成藏 模式[ J ] . 天然气工业, 2 0 0 6 , 2 6 2 5 2 - 5 4, 1 6 4 . WANG Z h i - x i n. Z HANG J i n . c h u a n .Me c h a n i s m o f d e e p b a s i n g a s a c c u mu l a t i o n i n t h e u p p e r p ale o z o i c i n o e d o s b a s i n [ J ] . A t u r a l G as I n d u s t r y , 2 0 0 6 , 2 6 2 5 2 - 5 4 , 1 6 4 . 责任编辑 王辉
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