大位移井钻井技术39页PPT
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大位移钻井实践
5
M-5 英国 Wytch Farm 油田 1995
7
7853
2760
9327
2.85
30/6C26A
挪威北海 Oseberg 油 田
1994
8 7290 2788 8761 3.14 33/9C-2
挪威北海
1993
9 6086 2696 7250 2.26 33/9C-3
挪威北海
lips
箍，使漂浮接箍以下套管处于漂浮状态，有利于套管下 入。 9） 采用了进口自动灌浆装置、悬挂器、封隔器、防摩减扭 接头、套管扶正器等。
3 10114 1650 10656 6.13 M-11 英国 Wytch Farm 油田 1998
4 8937 1795 9557 4.98 M-14 英国 Wytch Farm 油田 1998
5 8063 2986 9238 2.7 24-3A-14 中国西江油田
1997
6 8035 1607 8718
大位移钻井实践
内容
第一部分 大位移井钻井基础 • 大位移井的基本概念 • 大位移井的发展
第二部分 钻井实践 • 大位移井钻井现场实践 • 大位移井钻井关键技术
第一部分 大位移井钻井基础
大位移井的基本概念
大 位 移 井 （ 简 称 ERW) 目 前 有 两 种 定 义 ： 一 种 是 指 测 深 (Measured Depth)等于或大于垂深2倍的定向井或水平井， 当大于3倍时，则称为特大位移井(Mega-reach Well)，这 是在第14届世界石油大会上提出的（1994年挪威）；另一 种是指水平位移等于或大于垂深2倍的定向井或水平井，这 种定义法主要来源于英国的BP公司和美国的ARCO公司，在 垂直剖面图上看起来比较直观。还有一种是水平位移超过 3000米的井。
古巴GBO区块大位移水平井钻井技术
三、技术攻关
地层岩性复杂，泥 页岩较多，井壁稳定 性差。
本井选用具有强抑制 性的KCL钻井液体系， 并在施工中保持KCL含 量 在 10 ％ 左 右 ， 以 强 化钻井液抑制性。
三、技术攻关
维护KCL泥浆体系，设 计合理泥浆密度, 及时 监测泥浆性能，保证最 小环空返速，优选钻井 循环排量，并根据实际 情况进行稀、重稠塞清 扫井底，保证井眼净化 效果，确保井下安全。
三、技术攻关
进行科学合理投入， 在钻井液中加入润滑剂， 满足井下施工的需要。 在起钻时进行必要的摩 阻检测，控制摩阻小于 20吨。
三、技术攻关
井身轨迹控制技术： 井身轨迹严格按
照设计控制，高频率、 高精度测量井斜方位， 实时掌握井眼动态， 合理控制滑动比率与 转动比率，确保轨迹 曲率不超标。
三、技术攻关
钻井周期 钻井进尺
（天）
（米）
68
1551
83
1393
61
952
45
1400
45
1143
18
645
钻机月速度 （米/月）
684.26 503.49 468.20 933.33 762.00 1075.00
四、效果比较
GBO-103与GBO-102钻井周期对比图
四、效果比较
以上数据表明：在同等地层深度，相同井眼 直径前提下，GBO-103井较GBO-102井钻进速度明 显加快，钻机月速度提高1.4～2.3倍，同时本井 创造了该区块钻井周期最短，钻穿油层最长的记 录。这是长城钻探在古巴作业的新模式--综合服 务项目。本井的成功完井更好的显示了公司的技 术能力和水平，为古巴市场的稳定发展做出了巨 大的贡献！
一、项目简介
井队
定向井、水平井、大位移井固井技术PPT40页
定向井、水平井、大位移井固井技术
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。—ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
大位移井钻井技术
危害：钻速降低，钻头寿命降低，钻柱的强度安全系数降 低，钻进能力降低；粘滑振动还会激发起钻柱的其他振动， 特别是横向振动，危害也很大。
解决办法：采用旋转回馈系统，也称为软扭矩系统。 国外已经有产品，是荷兰人研究的。 我国应早研究解决。石油大学已经在理论上和原理上 进行了大量工作，下步研究需要协作。
2.2 测量与轨迹控制问题
随钻测斜，是准确控制井眼轨迹的前提条件。大位移井更 不能用电缆测量，MWD已经成为常规方法 。 随钻测井，是准确控制井眼进入预定的目标层的前提条件。 在大位移井中，LWD(FEWD)也应该成为常规方法 。 由于井很深，不宜频繁起钻更换钻具组合。还要有能在井 下及时变更组合性能的手段。初期用遥控可变径扶正器， 目前使用旋转导向钻井系统。一套钻具组合下去，可完成 增斜、稳斜、降斜、扭方位等各种轨迹控制要求。
XJ24-3-A14井轨道设计
（2）XJ24-3-A14井泥浆降摩阻摩扭技术
① 采用了低毒油基泥浆（商品名称：VersaClean）
提高油水比：试验表明，90：10的油水比与62：38的油水 比进行比较，前者比后者摩阻降低50%。 实际应用：在12-1/4“井眼，油水比为75：25；在81/2“井眼，油水比为85：15。 使用塑料小球：据试验，可降低摩阻摩扭15%。 从井深7248m开始用，井深超过9000m后，每钻一个 立柱，加入塑料小球约123公斤。
实现钻杆接头的应力平衡
在旋转条件下，随着井斜角的增大，钻柱的拉力 将减小，而扭矩将增大。
实现钻杆接头的应力平衡
以NC-50 (411×410)接头为例，公接头内径为43/4“时
若上扣扭矩为30千
磅英尺，则承拉能 力为200千磅；
若上扣扭矩为25千
大位移井钻井技术
① 工程设计人员先根据油藏地质部门提供的基本 数据计算出靶点数据，然后根据地质及地层情况、 中靶要求、现有设备及工具仪器的能力、可能使 用的钻柱和底部钻具组合特性等，给出造斜点深 度、稳斜角及造斜率等参数的可用范围；
② 对于各种曲线的轨道（圆弧轨道、双圆弧轨 道、悬链线轨道、修正悬链线轨道及恒变增曲率 曲线轨道等），分别改变造斜点深度、稳斜角及 曲线曲率等几个对轨道剖面形状影响较大的参数， 设计出一系列的轨道；
大位移井钻井技术 主讲：都振川
第一章 大位移井定义
及应用现状
一、开题意义及国内外现状
大位移井ERD（Extended Reach Drilling），目前国际上比较认同的 定义是水平位移与垂深之比大于2的 定向井、水平井。
垂 直 井 深
水平位移
大位移井技术起始于20年代,•近年来在世界范 围内得到广泛地应用,•90年代以来，在滩海油气田 开发中显示出巨大的潜力。
目前国际上已基本形成钻大位移井成熟的配 套技术，具体表现在：
1）世界上每年完成的大位移井数量在成倍增加， 且钻井周期越来越短，钻井成本明显降低。
2)控制实钻轨迹的手段更加先进，测量仪器录取数 据也由单一的井身参数向地质参数和油藏特性描述 等多方面发展。
3)研制成钻大位移井的多种井下工具系列。
4）已形成保持井壁稳定和井眼清洁的大位移井泥 浆体系。
主要用于开发海上或浅海滩涂油田
我国有广阔的海岸线和丰富的浅海滩涂油 气藏，仅胜利油田沿海岸长达414公里， 海上和滩海有着丰富的石油资源，已发现 十几个油气田，对于沿岸极浅海域的勘探 开发条件都十分困难，无论是从陆地还是 从海上进行勘探开发，大位移井无疑都是 一种有效的选择方案。钻大位移井可以实 现海油陆采、节省建平台或人工岛的投资。 在该地区钻大位移井一定能带来巨大的经 济效益。
大位移井钻作业情况分析85页PPT
HZ25-4-6 、HZ25-4-3大位移井钻井设计汇报
二、地质简况
HZ25-4-1 层位
底界垂深（m） 厚度（m）
更新世
573.3
447.6
上新世 万山组
750.0
176.7
晚中新世 粤海组
1078.0
328
中中新世 韩江组
1726.8
648.8
早中新世 珠江组
2977.5
1250.7
早中新世 珠海组
I. 地质构造及断层的不确定性，造成井眼漏失； II. 如何加强改进和完善12-1/4”和8-1/2”井段的井眼清洁状况； III. 套管防磨保护套的频繁损坏； IV. 如何避免中间循环或下钻中划眼造新井眼； V. 如何改进一些井下工具作业中出现的问题； VI. 现场人员大位移井经验缺乏,高岗位人员在管理上存在很大不足。
HZ25-4-6 、HZ25-4-3大位移井 钻井设计汇报
惠州油田 2009年6月15日
HZ25-4-6 、HZ25-4-3大位移井钻井设计汇报
汇报内容
1. 基本情况介绍 2. 地质简况 3. 难点与挑战 4. 钻井设计 5. 作业时间与费用计划 6. 作业程序 7. 相关应急预案
HZ25-4-6 、HZ25-4-3大位移井钻井设计汇报
HZ25-4-6 、HZ25-4-3大位移井钻井设计汇报
三、难点与挑战
应对难点与挑战的措施（续）：
II. 改善12-1/4”和8-1/2”井段的井眼清洁状况
1. 井眼清洁及水力参数设计研究—优选排量，控制岩屑床； a. 优选钻井参数，提高转速； b. 必要时，适当控制机械钻速； c. 适时洗井,并有足够的洗井时间;
2. 井壁稳定性研究（续）
大位移井钻井技术
② 用大位移井开发近海油气田
以前开发近海油气田要建人工岛或固 定式钻井平台。
现在凡距海岸10公里左右油气田均可 从陆地钻大位移井进行开发，不需要 复杂的海底井和海底集输管线。 海油陆探
海油陆采
在5公里的潮汐和滩涂地带，用修海堤或海上修公路建人 工岛等方法开发。 缺点
修堤、筑路、建人工岛费用高 建造海底管线、铺设电缆施工困难且费用高
13-3/8"/MD:1104.38m
井底垂深：2845.49m
井底位移：4128.55m
-1500
水平段长：602m
-2000
ROB1:3º /30m
STP/MD:3455m
HA:64.9º ROB2:3º /30m INC:90º HSL:602m 4500
TD:5387m
-2500
9-5/8"/MD:3607.16m 7"/MD:4359;hanger:3490m
旋转导向钻井系统，8-1/2″钻头打到底。 钻井及固井，共123天。
世界上水平位移超万米的大位移水平井
序 位 移 测 深 垂深 号 (m) (m) (m) 1 2 3 国家与油田 井号 M-11spy CN-1 M-16spz 完井周期 (d) 173 128 123
10114 10685 1605 英国，威奇法姆 10585 11184 1657 阿根廷，火地岛 10728 11278 1637 英国，威奇法姆
大位移井技术
大位移井主要用于海上油田开发和海油陆采。目前已钻成600多口大
位移井，水平位移超过10000m的井3口，最大水平垂深比达到6.55。
大位移延伸井世界最高水平纪录
BP公司于1999年在英国北海完成的M-16SPZ井，水平位移 10728m，平垂比大于6.6，是目前世界上水平位移最大、水 平位移垂深比最大的一口井。
大位移井
采用高强度钻杆：
实现钻杆接头的应力平衡
解决套管磨损问题
一种方法是在钻杆上带胶皮护箍 在大位移井中，橡胶护箍很快就被破坏； 改变钻杆接头表面上的铠装材料，既有较高的耐磨性， 又可减小对套管的磨损； 在钻杆上加非旋转钻杆保护器 这是目前最有效的方法。
解决套管下入问题
采用滑动导向钻井系统，尽可能旋转钻柱。 需要定向时用滑动钻进方式； 不需要定向时用旋转钻进方式； 采用动力钻具压差载荷加压； 采用液力加压器加压； 开发先进的旋转导向钻井系统，彻底抛弃滑动钻进方 式，这是最终的解决方法。
解决钻柱旋转扭矩的问题：
提高钻杆的抗扭能力； 使用高抗扭的螺纹脂； 采用高扭矩的螺纹联接
国内外技术水平对比
1997年6月我国南海东部钻成西江24-3-A14井水平位移 8062.7米，垂深2985米，井深9238米。当时世界第一。 1998年1月BP公司在英国WytchFarm油田钻的M11井，总井 深10658米，垂深1605米，水平位移达10114米，首次突 破1万米水平位移大关。 目前世界上位移最大的大位移井在阿根廷海上，位移达 11000多米。
A14井的井眼轨迹图
井眼清洁问题
造成井眼清洁问题的原因：
井斜角很大，岩屑在自重作用下下沉，很容易形成岩屑床。 岩屑上返过程中，路程很长，岩屑被磨得很细，很难从泥浆中清除。
井眼清洁是大位移井井下安全的最重要的条件之一。解决的 方法：
要有足够大的钻井液排量； 要有强大的地面固相控制系统； 钻柱旋转的作用； 泥浆要有好的流变性能； 起钻前的充分循环； 必要的“短起下钻”； PWD环空压力监测；
大位移井钻井(08)概要PPT课件
二是钻穿油层的井段长，可以使油藏的泄油面积增大，可以大幅 度提高单井产量。
2、大位移井的用途
A 、用大位移井开发海上油气田从钻井平台上钻大位移井，可减少布
井数量，减少井投资。 B、用大位移井开发近海 油气田
以前开发近海油气田要求建人工岛或固定式钻井平台，现在凡距 海岸10公里左右油气田均可从陆地钻大位移井进行开发。
我国进行大位移井钻 井起步较晚,但发展速度 较快，已日趋成熟。
西江24-3 海上平台
.
一次性投资2300 万美元，节约了 1400万美元。
西江24-1 边际油田
10
四、大位移井的关键技术
1、管柱的摩阻和扭矩 2、钻柱设计 3、轨道设计 4、井壁稳定 5、井眼清洗 6、固井完井 7、轨迹控制
.
11
（一）管柱的摩阻和扭矩 钻大位移井时，由于井斜角和水平位移的增加而摩阻和扭矩增大
大位移井钻井技术
现代钻井技术系列讲座
周广陈
中国石油大学石油工程学院
.
1
大位移井是在定向井、水平井和深井钻井技术的基础上发展 起来的一种新型钻井技术，它集中了定向井、水平井和超深井的 所有技术难点。目前，大位移井在世界范围内广为应用。
.
2
主要内容
大位移井的基本概念 大位移井的特点及用途 大位移井的发展状况 大位移井的关键技术 结束语
.
18
（3）抽吸压力和激动压力 在大位移井中，由于狭窄的钻井液密度范围，井壁对抽吸 压力和激动压力相当敏感，可能导至井壁坍塌或破裂。
.
16
（3）准悬链线剖面
准悬链线剖面有许多优点，它不但对管柱的扭矩和摩阻 低（钻柱与井壁之间的接触力近似为零），而且使套管的下 入重量增加。目前这种剖面在大位移井中广为应用。
2、大位移井的用途
A 、用大位移井开发海上油气田从钻井平台上钻大位移井，可减少布
井数量，减少井投资。 B、用大位移井开发近海 油气田
以前开发近海油气田要求建人工岛或固定式钻井平台，现在凡距 海岸10公里左右油气田均可从陆地钻大位移井进行开发。
我国进行大位移井钻 井起步较晚,但发展速度 较快，已日趋成熟。
西江24-3 海上平台
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一次性投资2300 万美元，节约了 1400万美元。
西江24-1 边际油田
10
四、大位移井的关键技术
1、管柱的摩阻和扭矩 2、钻柱设计 3、轨道设计 4、井壁稳定 5、井眼清洗 6、固井完井 7、轨迹控制
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11
（一）管柱的摩阻和扭矩 钻大位移井时，由于井斜角和水平位移的增加而摩阻和扭矩增大
大位移井钻井技术
现代钻井技术系列讲座
周广陈
中国石油大学石油工程学院
.
1
大位移井是在定向井、水平井和深井钻井技术的基础上发展 起来的一种新型钻井技术，它集中了定向井、水平井和超深井的 所有技术难点。目前，大位移井在世界范围内广为应用。
.
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主要内容
大位移井的基本概念 大位移井的特点及用途 大位移井的发展状况 大位移井的关键技术 结束语
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（3）抽吸压力和激动压力 在大位移井中，由于狭窄的钻井液密度范围，井壁对抽吸 压力和激动压力相当敏感，可能导至井壁坍塌或破裂。
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16
（3）准悬链线剖面
准悬链线剖面有许多优点，它不但对管柱的扭矩和摩阻 低（钻柱与井壁之间的接触力近似为零），而且使套管的下 入重量增加。目前这种剖面在大位移井中广为应用。
第2讲 大位移钻井技术
1、减小管柱的摩阻摩扭技术 2、测量与轨迹控制技术 3、井眼清洁技术 4、井眼稳定技术
1、减小管柱的摩阻摩扭
在大位移井钻井过程中，由于钻具与 井壁的摩擦产生摩阻，使井眼沿水平方 向的位移受到限制，这种摩阻是钻具的 静重与起下钻动载荷的差值，而我们所 说的扭矩是转盘施加的扭矩与钻头扭矩 的差值。钻井过程中摩阻和扭矩往往同 时存在，所以克服摩阻和扭矩成为钻大 位移井的关键。
垂深之比大于或等于2的(水平位移超过3000米的)井,
平垂比大于3的称为特大位移井。
二、大位移井的特点及用途
大位移井是在定向井、 水平井和深井钻井技术的基 础上发展起来的一种新型钻 井技术。它集中了定向井、 水平井和超深井的所有技术 难点。目前，大位移井在世 界范围内广为应用。
二. 大位移井的特点及用途
(1). 管柱的摩阻摩扭问题
解决起下钻摩阻问题的方法： –
– –
使用顶部驱动，起下钻时可适当旋转 钻柱，改变摩阻方向(倒划眼时要特别 谨慎)； 改善泥浆的润滑性 优化井眼轨道形状，减小摩阻； » 国外用悬链线轨道或准悬链线； » 提高造斜点，降低造斜率； » 控制稳斜角：αK=ATN(1/μ) ；
设计方法：增斜段的曲 率是变化的，开始的曲 率1～1.5°/30米，最后 增到2.5°/30米。曲率 增加的方式是连续的， 每400米曲率增加 0.5°/30米。 – 据说这种曲线可使套管 可下重量增加25～27%。 – 这实际上是一种恒变增 曲率曲线。
–
大位移井轨道设计
增斜段曲线形状： – –
第二讲 大位移井钻井技 术 (Extended--Reach Drilling ERD)
主要内容
大位移井的分类和基本概念 大位移井的特点及用途 大位移井的发展状况 大位移井的关键技术 大位移井的设备及工具
1、减小管柱的摩阻摩扭
在大位移井钻井过程中，由于钻具与 井壁的摩擦产生摩阻，使井眼沿水平方 向的位移受到限制，这种摩阻是钻具的 静重与起下钻动载荷的差值，而我们所 说的扭矩是转盘施加的扭矩与钻头扭矩 的差值。钻井过程中摩阻和扭矩往往同 时存在，所以克服摩阻和扭矩成为钻大 位移井的关键。
垂深之比大于或等于2的(水平位移超过3000米的)井,
平垂比大于3的称为特大位移井。
二、大位移井的特点及用途
大位移井是在定向井、 水平井和深井钻井技术的基 础上发展起来的一种新型钻 井技术。它集中了定向井、 水平井和超深井的所有技术 难点。目前，大位移井在世 界范围内广为应用。
二. 大位移井的特点及用途
(1). 管柱的摩阻摩扭问题
解决起下钻摩阻问题的方法： –
– –
使用顶部驱动，起下钻时可适当旋转 钻柱，改变摩阻方向(倒划眼时要特别 谨慎)； 改善泥浆的润滑性 优化井眼轨道形状，减小摩阻； » 国外用悬链线轨道或准悬链线； » 提高造斜点，降低造斜率； » 控制稳斜角：αK=ATN(1/μ) ；
设计方法：增斜段的曲 率是变化的，开始的曲 率1～1.5°/30米，最后 增到2.5°/30米。曲率 增加的方式是连续的， 每400米曲率增加 0.5°/30米。 – 据说这种曲线可使套管 可下重量增加25～27%。 – 这实际上是一种恒变增 曲率曲线。
–
大位移井轨道设计
增斜段曲线形状： – –
第二讲 大位移井钻井技 术 (Extended--Reach Drilling ERD)
主要内容
大位移井的分类和基本概念 大位移井的特点及用途 大位移井的发展状况 大位移井的关键技术 大位移井的设备及工具
大位移钻井技术
3、大位移井的关键技术
3.4井壁稳定
研究井壁稳定的目的：计算钻大位移井所在区块的三条压
力剖面，为设计合理的钻井液密度提供理论依据。
此外还要寻求井壁稳定的钻井方向，研究不同井斜和方位
下井眼不稳定的风险。
影响大位移井井壁不稳定的因素
（1）泥浆密度范围小
Sv
Sv
（2）当量循环密度高
（3）抽吸压力和激动压力 （4）时间关系 （5）化学反应
大位移井的关键技术 1/ 摩阻扭矩 2/ 钻柱设计 3/ 轨道设计 4/ 井壁稳定 5/ 井眼清洗 6/ 固井完井
7/ 轨迹控制
3、大位移井的关键技术
3.1管柱摩阻和扭矩
摩阻扭矩分析是大位移井轨迹优化和钻柱优化的基础，同 时又是制约大位移井所能钻达水平位移极限的重要因素。
减少摩阻扭矩的途径包括： 1）优选井身剖面 2）增加钻井液的润滑性 3）使用减摩工具 4）使用旋转导向钻井系统
钻柱设计应考虑的因素 （1）尽量减小压差卡钻的可能性； （2）使用螺旋钻铤和螺旋扶正器； （3）尽量减少丝扣连接的数量； （4）采用井下可调稳定器； （5）减少在大斜度井段的加重钻杆； （6）选用高强度钻杆； （7）加压时尽量不使钻杆发生弯曲。
3、大位移井的关键技术
3.3轨道设计 轨道设计的原则：要求对所有参数进行优化，尽量降低井
3、大位移井的关键技术
3.7轨迹控制 在轨迹控制上旋转导向工具省时省力，且适合高转速，整
个钻井过程全为旋转钻进，钻井进尺快。
大位移井井眼轨迹控制技术的 最优方案应是：
小位移井段 “滑动导向钻具组合连续导向”
大位移井段 “旋转导向工具连续导向”的结合
大位移钻井技术
谢谢
垂
深
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。