1

GEOLOGI Geologi er læren om jordens opprinnelse, oppbygging og endring.

Geofagene setter oss i stand til å forstå hvordan jorden har utviklet seg gjennom 4,5 milliarder år. Kunnskapen er helt nødvendig for å utnytte de

rike naturressursene under havbunnen utenfor kysten vår.

Innføring i

2

INNHOLD Jordens dannelse og oppbygging 5Platebevegelser 5Dannelsen av norsk kontinentalsokkel 5Fossiler 6Jordskarpa sprakk opp 7Jordplater 7Fra studier til jobb 8Jordas tidsepoker 9 Bergarter 11Sandsteinsreservoar fra Nordsjøen 12Student med tro på fremtiden 13

Dannelse av olje- og gass 15Feller 16Reservoaregenskaper 17Klokt og spennende valg 17

Leting etter olje og gass 19Geofysiske undersøkelser 19 Seismiske undersøkelser 21Leteboring og brønnkontroll 21Boreslam og borekaks 23Logging 23Testing 23Utbygging og produksjon 23Fra lærerstudiet til geologi 24

Geologisk ordliste 25

Hvordan bli geolog? 26

3

4

5

JORDENS DANNELSE OG OPPBYGGING

Kontinentene beveger seg på jordoverflaten med noen centimeter i året og skaper mektige fjellkjeder når de kolliderer. Leire kan avsettes med

en millimeter per 1000 år på havbunnen og likevel danne tykke lag. Planter og dyr utvikler seg langsomt, men vi ser av fossilene at det har

skjedd dramatiske endringer.

Jordskorpa 0-70km

Mantel 70-2900 km

Kjerne 2900-9700 km

Jorda ble dannet for omtrent 4,6 milliarder år siden. Vi kan bestemme alderen til forskjellige bergarter rundt i verden på grunnlag av kunnskap om radioaktiv nedbrytning av forskjellige grunnstoffer og det vi vet om om fossiler.

PlatebevegelserJorda kan deles inn i tre soner: skorpa, mantelen og kjernen. De tre sonene har ulikt trykk, temperatur og kjemisk sammensetning. Jordskorpa er den ytre delen av det solide skallet som kalles litosfæren (0–70 km).

Astenosfæren (70–250 km) er en delvis smeltet sone. På grunn av de store variasjonene i trykk og temperatur er det store bevegelser i det indre av jorda. Disse bevegelsene fører til havbunnsspredning og får kontinentene til å bevege seg.

Dannelsen av norsk kontinentalsokkelDe store kontinentene beveger seg på jordskorpa. For rundt 400 millioner år siden ble store deler av den mektige fjellkjeden man finner i Norge dannet, da de amerikanske og de skandinaviske landområdene kolliderte.

6

Fossiler er bevarte rester av dyr og planter. De er vanligvis dannet av kalk eller andre mineraler. De fleste fossiler er dannet ved at døde dyr er blitt raskt tildekket, slik at råtnings- og nedbrytningsprosessene er blitt stoppet. Fossiler er vanligst i marin kalk- og leirstein. Fossilene varierer i alder fra mer enn 3 milliarder år til noen tusen år. Vitenskapen om fossiler kalles paleontologi.

Fossiler er viktige for å forstå utviklingen av plante- og dyrearter, og avslører tidligere tiders klimatiske forhold. Fossiler har stor betydning når det gjelder aldersbestemmelsen av geologiske lag, og kan gi informasjon om miljøet for avsetning av sedimentære lag.

Fossiler finnes i relativt store mengder i Oslo-området. Alderen på disse fossilene varierer fra 545 millioner år til 420 millioner år. Utenfor Osloområdet består den norske fjellgrunnen hovedsakelig av bergarter hvor det sjelden finnes fossiler.

I de sedimentære lagene på norsk sokkel er det mye fossiler. I forbindelse med boring og kjernetaking blir mikrofossiler studert. De mest vanlige typene kalles foraminiferer, men også pollenkorn blir benyttet til aldersdatering og klimatiske studier. Rester av alger og mikroorganismer er hovedbestanddelen i kildebergarter.

FOSSILER

Jordskorpen er et lappeteppe av jordplater som beveger seg på det flytende laget innenfor. På grunn av de store variasjonene i trykk og temperatur er det strømmer i det indre av jorda. Disse strømmene er drivkreftene som forårsaker havbunnsspredning og

får kontinentene til å bevege seg. Det geologiske faguttrykket for denne prosessen er platetektonikk. Gjennom hele jordas historie har jordskorpa vært i konstant bevegelse. Kontinentene har beveget seg i forhold til hverandre og fjellkjeder er blitt dannet. Når disse platene skurer mot hverandre, eller brytes ved at en plate trykkes under naboplaten eller sprekker på annen måte, kan energi frigis i et jordskjelv.

Det finnes forskjellige typer grenser mellom jordplatene. Ved konstruktiv grense beveger platene seg bort fra hverandre, og ny skorpe dannes imellom. Hvis derimot platene støter inn i hverandre har vi en destruktiv grense. I eksempelet nedenfor blir den ene platen presset under den andre og vi får en dyphavsgrøft.

7

Den midtatlantiske spredningsryggen.

JORDPLATERjorda - et lappeteppe

Jordskorpa sprakk oppEtter denne tiden begynte kontinentene å bevege seg fra hverandre. I den første fasen sprakk jordskorpa opp og sank inn en rekke steder, før den store sprednings- sonen man i dag finner midt i Atlanterhavet (og som Island er en del av) ble dannet. I dag beveger de to kontinentene seg fra hverandre med flere centimeter per år. I den tidlige spredningsfasen (Juratiden) sank Nordsjøen, Norskehavet og deler av Barentshavet inn. Dette førte til at store elver bygde deltaer, slik vi i dag ser Mississippi bygge sitt delta i Mexicogolfen.

Det største deltaet kalles Brentdeltaet, og det utgjør hovedreservoaret på Gullfaksfeltet, Osebergfeltet, Statfjordfeltet og en rekke oljefelt på britisk side.

Tilsvarende deltaer ble dannet i Norskehavet og Barents- havet, og reservoarene for felt som Åsgard, Heidrun, Norne og Snøhvit består også av deltaavsetninger. Etter at området fortsatte å synke inn, ble disse deltaene begravd hovedsakelig av leirstein, og sanden ble fastere, det som nå kalles sandstein. Det kan være opptil 30 prosent olje i denne sandsteinen.

8

Fra studier til jobb

Ida-Beate Mølmesdal angrer ikke på at hun valgte å studere geologi. Det bar rett fra studier til fast jobb.

– Det hele var litt tilfeldig hva jeg begynte å studere. Jeg hadde 100 ting jeg ville begynne på. Til slutt var det geologi som fristet mest fordi jeg liker å vite hvordan jordkloden har utviklet seg. Jordkloden har ikke alltid sett ut slik som den gjør i dag. Den har hatt andre fjell, andre dyrearter og et annerledes klima. Dette er noe av de tingene en kan lære mer om ved å studere geologi, forteller Ida-Beate.

Dannelsen av olje og gass– Det at man i dag finner olje i Nordsjøen er i seg selv ganske interessant. Etter å ha studert geologi, tenker jeg ikke bare på at landet Norge tjener penger på oljen, men at det er forskjellige lag på havbunnen som gjør at oljen blir dannet og ikke minst holder seg i jorda, slik at vi kan hente den ut, sier hun.

JORDAS TIDSEPOKER

9

alger, marker bakterier svamper

PREKAMBRIUM – Tiden fra jordens dannelse til for ca. 545 mill. år siden. De første levende organismer fremstår i form av alger og bakterier. Mot slutten av prekambrium dukker sopp, maneter, marker og svamper opp. Tidlig i perioden var luften fri for oksygen. Gjennom fotosyntese hos alger, ble oksygen produsert. For 600–400 millioner år siden ble oksygennivået vi har i dag oppnådd.

trilobitt blekksprut brachiopod

KAMBRIUM – 542 – 488 mill. år. Tidlig i kambrium begynner enkelte virvelløse dyr å utvikle et fast, ytre skjelett. De vanligste dyrene er trilobittene, en type ledd-dyr som ikke eksisterer i dag. I kambrium finner vi også snegler, svamper, sjøanemoner og leddormer ulike dem vi finner på jorden i dag. De første virveldyrene – primitive fisk – oppsto i kambrium.

blekksprut brachiopod, graptolitt

ORDOVICIUM – 488 – 444 mill. år. Dyre- og plantelivet i havet er svært mangfoldig i ordovicium. En type blekksprut, orthoceren, dukker opp og blir utbredt i alle hav. Det kanskje mest interessante i ordovicium er fremveksten av flere typer urfisk. Et mangfold av koraller utvikles, og graptolitter, som er et slags planktondyr, er typisk for livet i ordovicium. I Norge finnes jern og kopperforekomster som ble dannet i denne perioden.

trilobitt korall sjøskorpion

SILUR – 444 – 416 mill. år. Det viktigste som skjer i silur, er at plantene begynner erobringen av landjorda. Gradvis utvikler planter, som opprinnelig vokste i tidevannsbeltet, seg til helt å vokse på land. Koraller, sjøliljer og brachiopoder er vanlige i havet.

kvastfinnefisk panserhai ammonoide

DEVON – 416 – 359 mill. år. Landplanter er vanlige i devon. De første er små, senere oppstår busker og trær. De første virveldyrene utvikler seg. Haityper på opptil seks meter blir til, og forløperne for dagens fisk, panserfisk, blir mer vanlig. De første landvirveldyr er amfibier som utvikler seg fra kvastfinnefisken mot slutten av perioden.. Insekter sprer seg i skogene. På Bjørnøya er det gjort funn av kull som er dannet av planterester fra devonperioden.

ichthyostega øyenstikker bregnetre

KARBON – 359 – 299 mill. år. I karbon er det rikelig med næring for planteetere, og dyrelivet på land skyter fart. Amfibiene er viktige, men nå dukker også krypdyr opp. Insekter dominerer luften, og øyenstikkere med vingespenn på opptil 70 cm. forekommer. På grunt vann finnes brachiopoder, svamper og koraller. Kullforekomstene i England og Tyskland stammer fra karbon, og de store gassforekomstene i Nederland, Groningenfeltet, har sin opprinnelse i perioden.

mesosaurus dimetrodon bregne

PERM – 299 – 251 mill. år. Krypdyrene dominerer landområdene i perm. Rovøgler som dimetroden hersker på land. De første nåletrærne utvikles, og bregneskoger dekker store landområder.

ornithosuchus ichthyosaurus cynognathus

TRIAS – 251 – 200 mill. år. Stadig flere krypdyr utvikler seg i trias-perioden. På land er øgler og andre krypdyr dominerende, og i havet dukker fiskeformede rovøgler, ichthyosaurer, opp. Bregnetrær som var vanlige i perm og karbon, blir sjeldnere, samtidig som bartrær og cycaspalmer sprer seg. Dinosaurene oppstod midt i denne perioden. De tidligste pattedyrene utviklet seg mot slutten av trias. Oljefelt i bl.a. Algerie og Alaska har sitt utspring i avleiringer fra triasperioden. Det samme har Snorre-feltet på norsk sokkel.

archaeopteryx dimorphodon apatosaurus

JURA – 200 – 146 mill. år. Dinosaurene er de dominerende krypdyrene, blant dem apatosurus, det største landdyr vi kjenner. Den første fuglen, archaeopteryx, har utviklet vinger med fjær, men bevarer mange av øglenes kjennetegn som for eksempel tenner i kjeften. Ula, Statfjord, Gullfaks og Troll er dannet i bergarter fra jura.

pterodactyl tyrannosaurus stegosaurus

KRITT – 143 – 66 mill. år. Mange av fiskeartene i denne perioden er nært beslektet med vår tids fisker. Etter å ha dominert livet på landjorden i 150 millioner år, dør dinosaurene ut i slutten av kritt, og pattedyrene får gradvis større betydning. Blomsterplanter utvikles og har siden dominert blomster-verdenen. Kanskje som et resultat av dette, utvikles et mangfold av insekter. Ekofisk-feltet er dannet i kritt.

kjempehai patriofeli diatryma

TERTIÆR – 66 – 1,8 mill. år. Pattedyrene utvikles videre. Forløperne til dagens elefant, gris og ku dukker opp. De fleste fiskearter utvikler seg slik vi kjenner dem. Mildt og fuktig klima i Europa og Nord-Amerika stimulerer utviklingen av løvtrær som lønn, eik og poppel. Menneskeapene utvikles mot slutten av perioden. På Svaldbard tas det ut kull som er dannet av plante-rester fra tertiær. I Nordsjøen er Cod og Frigg dannet i berglag fra tertiær.

hulebjørn mammut menneske

KVARTÆR – 1,8 mill. år til i dag. I kvartær utvikler dyrelivet seg til det vi kjenner i dag. Store variasjoner i klima fører til veksling mellom varme perioder og perioder med istid. Menneskets forløpere dukker opp for ca. 500 000 år siden. Det moderne mennesket trer frem for ca. 150 000 år siden og kom til Europa for rundt 35 000 år siden

10

11

Gjennom hele jordas historie har jordskorpa vært i konstant bevegelse. Kontinentene har beveget seg i forhold til hverandre, og fjellkjeder og

bassenger er blitt dannet.

Den stadige bevegelsen fører til at det blir dannet en rekke

forskjellige bergarter. En bergart består av ett eller flere

mineraler. Bergarter blir klassifisert ut fra dannelsesmåten,

opptreden, mineralsammensetning, tekstur (form og

størrelse på mineralkornene) og kjemisk sammensetning.

Bergarter med lik kjemisk sammensetning kan ha svært

forskjellig mineralsammensetning og derfor forskjellige

fysiske egenskaper.

Hovedinndelingen av bergarter er basert på

dannelsesmåten:

Magmatiske bergarter er dannet ved

størkning av lava på overflaten eller magma

dypt nede i jordskorpa.

Metamorfe bergarter er dannet ved

omdanning av andre bergarter ved økt trykk

og/eller temperatur.

Sedimentære bergarter består av om-

arbeidet materiale, som sand og leire, som

er avsatt i vann eller på landjorda.

Sedimentære bergarter er en forutsetning for

at det kan danne seg olje- og

gassansamlinger.

Opphavsmaterialet til sedimenter og sedimentære

bergarter er eldre bergarter som er forvitret mekanisk eller

kjemisk. På grunn av platebevegelser og kollisjoner vil det i

forskjellige områder bli dannet oppløftede områder som blir

utsatt for vær og vind, og som derfor blir raskt erodert. Det

eroderte materialet kan bli transportert til lavereliggende

områder, bassenger, ved hjelp av elver, vind eller utrasing og

avsetter seg i tykke lag av sedimenter. Disse avsetningene

kan herde og danne sedimentære bergarter. De fleste

sedimentære bergarter består av grus, sand og leire, men

man kan også finne salt fra inndamping og kalkrester etter

døde dyr.

Den geologiske lagdelingen er i stor grad påvirket av lokale

og regionale svingninger i havnivået og av tilførselen

av sedimenter. Ved å studere hvordan sedimenter og

sedimentære lagrekker avsettes, kan man ved hjelp av

data fra borehull gjenskape historien flere kilometer nede i

havbunnen.

Sedimentene kan kategoriseres etter kornstørrelsen: leire,

silt, sand, grus, stein og blokk, eller etter avsetningsmåten.

Avhengig av den energien som var til stede ved avsetningen,

vil man ofte finne innslag av mer enn én komponent, men

sjelden så mye som tre. Når dette materialet herder, blir

det dannet leirstein/skifer, sandstein og konglomerat.

Sedimenter danner kilde-, tak- og reservoarbergarter, og det

er avgjørende viktig å kunne skille mellom dem i forbindelse

med leting og produksjon av petroleum.

BERGARTER

12

Skifer

Skifer som ble avsatt i dypt vann. Fordi den er tett, fungerer skiferen som en kappebergart

og hindrer petroleum i å vandre videre oppover i bergartene. Denne skiferen inneholder

3–10 % organisk materiale og er dermed også en kildebergart for petroleum.

Sandstein

Sandstein avsatt i en elv. Sedimentstrukturene er et resultat av sedimenttransport som

over lang tid har bygget opp sandbanker på elvebunnen. Sandstein av denne typen kan

være meget porøs og er derfor ofte en god reservoarbergart. I flere av petroleumsfellene i

Nordsjøen finner vi en rekke elveavsetninger over hverandre. Tykkelsen på slike formasjoner

kan bli flere hundre meter.

Kull

Kull blir dannet ved at planterester utsettes for høyt trykk og høy temperatur. Kull kan være

en kildebergart for gass.

Sandstein

Sandstein med tynne lag av skifer. Denne sandsteinen er avsatt i et elvedelta. På overflaten

av en sandbanke har det vokst planter. Røttene sees som små mørke streker i sandsteinen.

Denne typen sandstein kan være en dårlig reservoarbergart, fordi leirpartikler fyller opp

hulrommene i sandsteinen slik at porøsiteten og permeabiliteten blir lav.

Sandstein

Sandstein avsatt under marine forhold. Strukturene i steinen er dannet av bølger og

tidevann som har laget små rygger i sanden på havbunnen. Denne typen sandsteinslag

har vanligvis stor utbredelse og tykkelse. Den har god porøsitet og er derfor en god

reservoarbergart.

Sandsteinsreservoar fra Nordsjøen

Kjerneprøver er viktig for å vurdere bergartens egenskaper som kilde-, reservoar- og takbergart. Kjerneboring er kostbart

fordi man må skifte utstyr etter 10–30 meter for å kutte en ny kjerne.

13

Student med tro på fremtiden

Atle Jørgen har alltid vært interessert i natur og landskap, og vært meget fascinert av våre landskapsformer. Nysgjerrigheten har vært drivkraften til å lære om hvorfor og hvordan jorden utvikler seg, og hvorfor den ser ut akkurat slik den gjør i dag. God blanding av teori og praksis– Det beste med å studere geologi er at det både er teoretisk og praktisk. Teoretiske forelesninger kombineres med praktiske øvelser som gir deg økt forståelse for faget. Og det artigste av alt; feltkurs! Som geologistudent har jeg hatt en enestående mulighet til å være mye i naturen og studere geologien i praksis. Jeg har vært privilegert som har fått reise mye i studietiden, for eksempel til Finse, Oslo, Hellas, Spania, Italia og USA! Dette har helt klart gjort studentene til en godt sammensveiset gjeng, sier Atle Jørgen. Ønsker seg inn i oljebransjenBachelorstudiet inneholder grunnleggende fag innen de fleste hovedretninger i geologi, som sedimentologi, strukturgeologi og kvartærgeologi. – I tillegg har jeg tatt noen realfag, som matematikk og kjemi. I mastergraden har jeg hatt fordypning i petroleumsgeologi, som er rettet mot oljebransjen. Dette er et utrolig spennende fagfelt, og jeg ser frem til å være en del av denne bransjen etter endt studie, sier han.

Et hav av muligheter– Det er et hav av muligheter som geolog, mange spennende oppgaver og muligheter; både nasjonalt og internasjonalt. Jeg har stor tro på fremtiden, og ser frem til utfordrende oppgaver i årene som kommer!

14

15

Det blir dannet store mengder organisk materiale på jordas overflate, spesielt i havområdene. Det meste av dette materialet blir brutt ned, men

deler av det blir begravd sammen med slam og leire.

I havområder hvor det er lite tilførsel av oksygen, kan større

mengder organisk materiale bli bevart. Slik var det på norsk

sokkel i slutten av Juratiden.

Slik organisk rik leirstein kalles kildebergart. Når

kildebergarten blir begravd, øker temperaturen med rundt

25 grader per kilometer. Samtidig øker trykket. Prosessen

med økt trykk og temperatur fører til at det blir dannet olje og

gass, som blir presset ut av leirsteinen og inn i nærliggende

reservoarbergarter, hvor den erstatter det vannet som var

der fra avsetningen. Oljen blir dannet mellom 60 og 120

grader. Hvis temperaturen blir høyere dannes hovedsakelig

gass. Hvis temperaturen overstiger 250 grader, «brenner»

hydrokarbonene opp. Hvis kildebergarten er kull, dannes det

hovedsakelig gass.

De mest vanlige reservoarbergartene består av sand som

opprinnelig ble avsatt i et delta eller et strandmiljø. Mellom

de enkelte sandkornene er det små porerom fylt med vann.

Dette kalles porøsitet. Hvis porøsiteten er høyere enn rundt

10 prosent, kalles sandsteinen reservoarbergart. De ørsmå

porene er ofte bundet sammen av mikroskopiske kanaler.

Hvis bergarten er svært porøs (20–30 prosent), kan den

lagre store mengder olje og gass i porene. Permeabiliteten

forteller hvor lett olje, gass og vann kan flyte gjennom

forbindelseskanalene i en porøs bergart.

Fordi hydrokarboner (olje og gass) er lettere enn vann, vil

de bevege seg oppover i en porøs bergart som inneholder

vann. Hydrokarbonene vil reise gjennom porer og tynne

kanaler i retning av overflaten. Vandringen til olje og gass

(migrasjon) skjer over tusener av år og kan strekke seg over

flere mil. Petroleum vandrer altså opp gjennom porøse,

vannfylte berglag, helt til den blir stoppet av tette lag. Et

slikt lag kalles takbergart eller forseglingsbergart. Den mest

vanlige takbergarten er leirstein. Mye av oljen og gassen som

dannes, vil lekke ut til overflaten uten å bli stoppet av tette

lag.

Hvis det finnes kilde-, reservoar- og takbergarter,

er forutsetningene til stede for at det kan være

olje- og gassansamlinger. Imidlertid er det viktig at

reservoarbergarten har en form som gjør at oljen samler seg.

Dette kalles en felle.

DANNELSE AV

OLJE OG GASS

15

Saltstokk

Olje

Leifskifer

Kalkstein

Fin sandstein

Grov sandstein

16

FELLER

Strukturelle feller er dannet ved at jordskorpa har beveget seg og dannet folder (a), eller ved at

jordskorpa har beveget seg langs en forkastning, slik at porøse og tette bergarter er blitt liggende mot hverandre (b).

Lagdelte feller er dannet ved at porøse lag er avsatt ved siden av tette lag (c). De mektige oljefeltene Statfjord, Oseberg,

Gullfaks, Snorre, Åsgard og Heidrun er strukturelle forkastningsfeller.

a) Strukturell felle b) Strukturell felle c) Lagdelt felle d) Kombinasjon av strukturell- og lagdelt felle

17

Klokt og spennende valg

Med en bachelorgrad fra universitetet i Bergen i lommen, valgte Ingunn å ta fatt på en master i geologi med fordypning i petroleum ved NTNU.

Geologistudier kan vise seg å være et klokt valg med tanke

på fremtidige jobbmuligheter, men det var ikke det som var

avgjørende for denne master

studenten.

– Jeg har alltid vært fasinert av naturen og er vokst opp på

landet, det har kanskje hatt noe å si. Jeg ville velge et yrke

hvor interessen kom først. Geologi ble derfor valget, sier

Ingunn.

– Det er et ganske langt studium, men det er en del reising

eller feltkurs underveis som gjør det til et veldig kjekt studie.

Så det er absolutt å anbefale!

Et reservoar bør være slik at man kan produsere fort og enkelt. Jo bedre gjennomstrømning reservoarbergarten har, desto lettere strømmer oljen og gassen ut av reservoaret.

RESERVOAREGENSKAPER

Mellom kornene i sedimentære bergarter finnes små hulrom

som kalles porerom. Noen sedimentlag som f.eks. sandstein

har relativt stor mengde porerom. Vi kaller slike sedimentlag

reservoarbergarter fordi de har evnen til å lagre væsker eller

gasser mellom sedimentkornene.

I Nordsjøen finner vi de beste sandsteinsreservoarene i lag

av Midt Jurassisk til Trias alder (160-200 millioner år siden) og

i lag fra Paleocen til tidlig Eocen perioden, som var for 65 til

50 millioner år siden. En annen viktig reservoarbergart finnes

i Ekofiskområdet sør i Nordsjøen, og er i en oppsprukket

finkornig kalkbergart av kritt. Denne bergarten er avsatt i

den geologiske perioden Kritt, som var for 65 -70 millioner

år siden, og er vanligvis ikke et reservoar, da de små

porerommene ikke henger sammen. I Ekofisk-området har

det vært folding av lagene og den harde krittbergarten er

gjennomsatt av store og små sprekker som holdes åpne

av trykket. Disse sprekkene gir både ekstra porøsitet og

effektive strømningsveier for oljen i reservoaret.

I de beste reservoarene av sandstein er opp til 1/3 av

bergartsvolumet porøsitet. Porerommet er da omtrent like

stort som rommet mellom potetene som fylles med vann

under potetkoking. Ved økt overleiring avtar porevolumet

ved at sedimentkornene kittes tettere sammen i en prosess

som kalles kompaksjon. Samtidig som bergarten begraves

dypere foregår også kjemisk utfelling (sementering)

som ytterligere reduserer porerommet. For å ha et godt

reservoar er det viktig med god porøsitet, men likeså

viktig er det at hydrokarboner og vann kan bevege seg

lett gjennom bergarten. Gjennomstrømningsegenskapen

kalles permeabilitet og bestemmes oftest av de trangeste

passasjene mellom sedimentkornene, porehalsene.

181818

Seismisk fartøy sleper luftkanoner på leting etter olje- og gassforekomster

19

Første fase i letearbeidet er å lage geofysiske og

geologiske kart over området. Disse kartene baserer seg

på seismikk og kunnskap om sedimenter og fossiler. Hvis

forutsetningene for dannelse av olje og gass er til stede

og man kan identifisere en felle på grunnlag av seismiske

data, kalles dette et prospekt. Det er bare boring som med

sikkerhet kan avgjøre om det finnes olje eller gass i et

prospekt.

Sannsynligheten for å gjøre funn varierer, men er i

gjennomsnitt på rundt 20 prosent.

Geofysiske undersøkelser

Geofysiske undersøkelser er studier og målinger av

jordoverflaten i leteområdet. Undersøkelsene omfatter

målinger av jordas tyngdekraft og magnetiske felt. Den

viktigste geofysiske undersøkelsesmetoden er seismikk.

Slike målinger gjennomføres både på land, fra fly og fra båt.

Seismiske undersøkelser

Ved seismiske målinger registrerer man hvordan lydbølger

forplanter seg og reflekteres nedover i jordskorpa. Når

seismiske undersøkelser gjennomføres til havs, lager en

LETING ETTER OLJE OG GASS

19

Oljeleting er en komplisert oppgave der eksperter fra mange forskjellige fagområder samarbeider. Avanserte geofysiske data og geologiske modeller er nødvendig for å skaffe best mulig kunnskap om interessante leteområder. All leting i Norge skjer til havs.

20

Ved hjelp av avanserte datasystemer tolker geologene de seismiske dataene

21

luftkanon, som blir slept etter et seismisk fartøy, lydbølger

som forplanter seg fra havoverflaten ned til havbunnen og

videre nedover i berglagene. Lydbølgene forplanter seg med

ulik hastighet i ulike bergarter. Dermed kan geologene og

geofysikerne skille de forskjellige bergartene fra hverandre.

All informasjon om hvor lang tid lydbølgene bruker

gjennom jordskorpa blir lagret og senere be-

arbeidet ved hjelp av kraftige datamaskiner.

Arbeidet er omfattende og kan ta flere måneder.

Datamaskinene setter sammen et bilde av berg-lagene

(seismiske seksjoner), og ved hjelp av dem kartlegger

geologene hvilke bergarter som finnes i leteområdet, og

hvordan de ligger i dypet.

Leteboring og brønnkontroll

Vi skiller mellom leteboring og produksjonsboring. En

letebrønn er den første brønnen som bores i et leteområde.

Et langt rør med en borekrone i enden dreies rundt

slik at boret arbeider seg ned gjennom berglagene

på havbunnen. Borekronen og røret utgjør bore-

strengen. Til den nederste delen av borestrengen

brukes spesielle vektrør som gir den ekstra tyngden

(50–70 tonn) som trengs for at boret skal trenge

nedover i lagrekken. Etter hvert som borekronen

arbeider seg nedover, må borestrengen forlenges.

Rørlengder heises opp i boretårnet og kobles til enden

av strengen. Det er også utviklet spesielle motorer som er

plassert på borestrengen rett bak kronen, og som drives ved

at man pumper boreslam gjennom borestrengen. Motorer er

særlig egnet når man skal retningsbore og bore i harde lag.

Ut i fra seismiske bilder som dette, kan geologer avgjøre om det er vits å bore etter olje og gass i området.

Fra plattformen ute i havet eller et kontrollrom på land kan

borekronen styres med millimeterpresisjon flere tusen meter

under havbunnen.

Oljeselskapene starter å bore et hull med store borekroner

(75–90 cm i diameter). Senere skifter man til mindre og

mindre borekroner jo lenger ned det bores. De minste er 15

cm i diameter.

Når det skal skiftes til en mindre borekrone, blir

hele borestrengen trukket opp. Selve borehullet blir

foret med stålrør. Foringen kan være flere hundre

22

Det koster gjerne 50 - 100.000 kroner i timen å bore en

brønn. Derfor blir det hele tiden arbeidet for å utvikle ny

og mer effektiv teknologi.

Stavangerfirmaet Badger Explorer har utviklet en helt ny

måte å lete etter olje og gass. Oversatt blir

firmanavnet “en grevling som utforsker” - altså en som

graver etter olje og gass i undergrunnen, uten bruk av

rigg og tungt utstyr.

Det nye boreredskapet kan på egen hånd tygge seg

gjennom havbunnssedimentene. Det skjer uten hjelp av

det vanlige kostbare og ressurskrevende utstyret som

borerigger, fôringsrør og borevæske.

Etterpå tetter den igjen hullet og begraver seg selv.

Massen som er knust av boret, blir liggende igjen bak

boreverktøyet som en plugg.

FREMTIDENS LETEMETODE?

23

meter. Deretter pumpes det sement ned i borehullet.

Sementen blir presset opp på utsiden av fôrings-rørene slik

at rørene blir støpt fast til brønnveggen. Dette forhindrer

at veggen raser sammen, og det stopper olje og gass fra å

trenge ukontrollert opp til overflaten på utsiden av fôringen.

Når boringen starter igjen, bruker man en mindre borekrone

som passerer gjennom fôringsrøret.

Boreslam og borekaks

Boreslam er en blanding av leire, kjemikalier, vann eller olje.

Under boringen blir boreslammet pumpet ned gjennom

borestrengen og ut gjennom hull i borekronen. Deretter

presses slammet på utsiden av borestrengen tilbake

til plattformen på overflaten. Der renses boreslammet

og pumpes tilbake i brønnen. Slammet har flere viktige

funksjoner. Det smører og kjøler borekronen under boringen,

og fører utboret masse til overflaten.

Geologer undersøker biter av utboret masse fra

undergrunnen for å få informasjon om bergartene man

borer i. Steinbitene kalles borekaks og er som regel mindre

enn 1 centimeter i diameter. Ved hjelp av mikroskop og

analyser kan geologene avgjøre hvilke bergarter det blir

boret i, sammenlikne med prøver fra andre borehull og

se etter indikasjoner på olje og gass. Borekaks blir også

sendt til laboratorier på land for å få undersøkt innholdet

av mikrofossiler. Ved hjelp av mikorfossilene er det mulig

å aldersdatere sedimentene, og det blir gjort geokjemiske

undersøkelser for å se etter spor av petroleum og

kildebergarter.

Boreslammet motvirker også at veggen i borehullet

raser inn, og det holder trykket i brønnen under

kontroll (trykkbalansering). Er vekten av boreslammet for

liten, kan trykket i brønnen presse olje eller gass til overflaten.

Dersom vekten av boreslammet er for høy, kan slammet

forsvinne inn i reservoaret og tette igjen porene. Derfor må

vekten av boreslammet avpasses etter trykket i sedimentene

det bores gjennom.

Logging

Under boringen er det vanlig å foreta en rekke

målinger av bergartenes egenskaper ved å senke

måleinstrumenter på en kabel ned i borehullet. Det blir blant

annet foretatt målinger av elektrisk motstand, lydhastigheten

og radioaktiviteten i berg-artene. Undersøkelsene gir

informasjon om egen-skapene til bergartene og om de

inneholder olje eller gass. Denne typen målinger kalles

logging. For å spare tid er det blitt mer og mer vanlig å

foreta en rekke av disse målingene ved hjelp av instrumenter

montert på borestrengen mens man borer.

Testing

For å finne ut om et berglag virkelig inneholder

petroleum som lar seg utvinne, tar man bore-

strengen opp, sirkulasjonen av boreslam stanses,

og ventiler som skal kontrollere trykket i brønnen,

blir satt inn. Deretter skytes det hull i fôringsrøret,

slik at vann, olje eller gass kan trenge inn i

brønnen. Denne testingen gir en pekepinn på hvor mye olje

eller gass som kan produseres i døgnet. Dette har betydning

for drivverdigheten av funnet. Det er også utviklet mindre

testutstyr montert på kabel som kan gi verdifull informasjon

om trykket, og som kan brukes til å samle inn væskeprøver.

Utbygging og produksjon

Når det er funnet olje eller gass, blir det boret

avgrensningsbrønner for å bestemme hvor stort feltet

er. Hvis feltet er økonomisk lønnsomt, blir det besluttet å

bygge det ut. Gassfelt må i tillegg ha en avtale for salg av

gass. Oljeselskapene utarbeider en plan for utbygging og

drift av feltet (PUD) som blir oversendt myndighetene for

godkjenning. Fra et felt er funnet til det er i produksjon, kan

det gå fra 4 til 15 år, og i enkelte tilfeller lenger.

Borekronen knuser berglagene det blir boret gjennom. En

borekrone for harde bergarter må ha hardere stål og kortere

tagger enn en krone for myke bergartslag. For spesielt harde

lag benytter man borekroner uten dreibare kjegler og industri-

diamanter i taggene. Noen ganger kan boret skjære seg gjennom

70 meter i timen, mens det i harde bergarter går svært sent.

24

Fra lærerstudiet til geologiEtter tre år på lærerstudiet skulle Hans Harald fordype seg i et fag. Valget falt da på ressursgeologi ved Høgskolen i Sogndal. Han trivdes så godt med faget at det endte i en bachelorgrad.

– For meg er geologi et skikkelig detektivarbeid, der nye

ting og sammenhenger dukker opp overalt. Man kan lese

historien til planeten vår fra begynnelsen og frem til nå,

ved å studere de prosessene som skjer i dag, forteller Hans

Harald.

Lærerike turer

– Det første vi gjorde på studiet var å reise på en todagers

bretur med sekker, seler, tau, stegjern og isøkser. Folk i

klassen ble kjent med hverandre, isen ble brutt kan man vel

kanskje si, og miljøet var kjempebra! Vi hadde muligheten

til å studere i utlandet hvis vi ville, så jeg og madammen

endte i Tyskland ett år, der vi jobbet på et forskningssenter.

Vi reiste og opplevde masse, fikk mange venner og lærte et

nytt språk, sier han.

25

GEOLOGISK ORDLISTE

Kildebergart: finkornet bergart som, -der den ligger i dag-, har avgitt

tilstrekkelige mengde olje og gass til å danne en petroleumsforekomst.

Betingelsen for å få dannet en kildebergart er at det har vært avleiret

sedimenter med høye innhold av mikroskopisk små planter og dyr. Disse må

dertil ha blitt bare delvis nedbrutt under oksygenfattige forhold. I ‘heldigste’

fall, vil det kunne samle seg 1-4 prosent organisk karbon i bunnsedimentene.

For å kunne avgi olje eller gass, må et slikt sediment ha blitt begravet under

et par kilometer tykke, yngre avleiringer og varmet opp til 50-180 °C gjennom

geologisk lange tidsrom. Fra slike ‘modne’ kildebergarter kan oljen eller gassen

ha vandret til en passende porøs reservoarbergart og samlet seg under et tett

bergartslokk i en geologisk felle.

Magma (av gresk mag for å kna, ‘deig’): bergartssmelte; varmt, flytende og

bevegelig materiale som dannes inne i Jorden. Strømmer det ut på overflaten,

kalles det lava.

Reservoarbergart : magasinbergart, i petroleumsgeologien en steinmasse som

er gjennomtrengelig og så porøs eller sprekkfylt at den har samlet olje og gass

til en petroleumsforekomst. Oljen og gassen har sivet inn fra en kildebergart og

samlet seg under et lokk av en ugjennomtrengelig bergart.

Takbergart : sagt om en tett, lite gjennomtrengelig (lite permeabel) bergart

som ligger over et porøst, olje- eller gassførende lag og danner et tett lokk over

forekomsten.

Felle (petroleumsfelle): i geologien vil felle vanligvis stå for en struktur som

har fanget opp olje eller gass i jordskorpen. Porøse eller sprekkefylte bergarter

under tettende lokk av skifer, leirstein eller steinsalt kan fylle kravene til slike

feller.

Permeabilitet : gjennomtrengningsevne, vanligvis brukt for hvor raskt vann,

olje eller gass kan strømme gjennom bergarter. Måles i cm/sek.

26

Universitetet i Tromsø

www.uit.no

Bachelor i geologi

Bachelorprogrammet i geologi ved Universitetet i Tromsø er

bygd opp av emner innenfor alle de forskjellige fagområdene i

geologi, og gir en enhetlig og solid grunnutdanning i geologi.

Det legges vekt på både teoretiske og praktiske ferdigheter

gjennom en kombinasjon av forelesninger/seminarer,

laboratorieøvelser og feltundervisning.

Master i geologi/berggrunnsgeologi

Institutt for geologi i Tromsø tilbyr tre ulike studieretninger

innen Master i geologi: Berggrunnsgeologi, Arktisk marin

geologi & geofysikk, Sedimentologi & kvartærgeologi. Det er

mulig å ta emner ved UNIS, Universitetssenteret på Svalbard.

Universitetet i Bergenwww.uib.no

Bachelorprogram i geofysikk/master i geofag

Geofysikk studerer jorda si oppbygging og utvikling ved hjelp

av fysiske metodar, og faget omhandlar fysiske og geologiske

prosessar i og på jorda og i det jordnære rommet.

Bachelorprogram i geologi/master i geovitenskap

Studiet i geologi omhandlar samansetjing, oppbygging og

historisk utvikling av jorda gjennom

4,5 milliardar år. For å forstå dette er feltarbeid ein viktig

del av studiet, saman med teori og meir eksperimentelle

studium. Studiet byggjer på nysgjerrigheitsdriven forsking og

kombinerer ein brei teoretisk plattform med praktisk arbeid

gjennom ei rekkje feltkurs og opplæring i ulike metodar.

NTNU

www.ntnu.no

Bachelorprogram i geologi

For å kunne utnytte de geologiske ressursene på en bærekraftig

måte, er det viktig å forstå hvordan jordas utvikling har foregått

og vil foregå i framtiden. Dette kan vi gjøre ved å studere de

krefter og prosesser som virker i dag og som former jorda både

på overflaten og i dypet.

Masterprogram i geologi

Ved NTNU er det mulig å kombinere geologi med

teknologiske fag, og mastergradsutdanningen er i stor grad

direkte rettet mot en karriere i industrien. Masterstudiet

skal utvide ditt faglige grunnlag og gi deg forskningsmessig

fordypning innen et av følgende spesialområder i geologi:

Arktisk geologi, miljø- og geoteknologi og berggrunns- og

ressursgeologi

Sivilingeniør/Masterprogram 5-årig i geofag og

petroleumsteknologi

Studiene hos NTNU er tverrfaglige og åpner for samarbeid

på tvers av tradisjonelle fagskiller. Geologi, miljø- og

naturressursteknikk, geofysikk, boring, petroleumsproduksjon,

reservoarteknikk, petrofysikk og utvinning av mineraler er

sentrale fag som krever kunnskaper innen mange fagområder.

Universitetet i Oslo

www.uio.no

Bachelor- og Masterprogram i geologi og geofysikk

Geologi og geofysikk er den studieretningen som er opptatt

av hvilke ressurser vi har på og i jordskorpa, hvordan vi kan

utvinne og utnytte disse ressursene. I dag er olje vår viktigste

naturressurs. Geologene er opptatt av de prosessene som

foregår på og i jorda vår i ulike skalaer - fra mikrofossiler til

bevegelser av jordskorpeplater. Forekomst av mikrofossiler

hjelper oss til å tidfeste ulike lag i jordskorpa og sier oss noe om

hvilke omgivelser de levde i (klima, vannkvalitet).

HVORDAN BLI GEOLOG?Flere universiteter og høgskoler rundt om i landet tilbyr studier i geologi og geofysikk. Her kan du lese hvordan de presenterer fagene:

27

Universitetet i Stavanger www.uis.no

Petroleumsgeologi

Det overordnede mål for bachelorprogrammet

petroleumsgeologi, er at studentene i tillegg til faglig utvikling,

skal utvikle evner til praktisk problemløsning, samarbeid og

kommunikasjon samlet om forståelsen av jordas berggrunn

og dens energiressurser. Studentene vil møte ulike arbeids-

og undervisningsformer, som felt-ekskursjoner, bruk av

moderne datateknologi, praktiske oppgaver og prosjekter

med tilhørende øving i rapportskriving og dokumentasjon.

Utdannelse i petroleumsgeologi kan føre frem til karrierer i

multinasjonale offshore- og landbaserte industribedrifter med

tilknytning til olje- og gassvirksomheten samt til serviceindustri

og offentlige etater.

Høgskolen i Sogn og Fjordane

www.hisf.no

Bachelorstudium i anvendt geologi med

petroleumsrelaterte fag

Studiet i anvendt geologi gir deg bred kunnskap om

naturressurser, olje, vann og mineraler. I mange sammenhenger

er det behov for å bedømme geologisk risiko knyttet til for

eksempel ras og klimaendringer. Utdanningen kan derfor

brukes inn mot en rekke næringsgrener som olje og gass,

annen industri, miljø og turisme.

28

Norsk olje og gass er en interesse- og arbeidsgiverorganisasjon for oljeselskaper og leverandørbedrifter knyttet til utforskning

og produksjon av olje og gass på norsk kontinontalsokkel. Norsk olje og gass er tilsluttet Næringslivets Hovedorganisasjon.

www.norskoljeoggass.no

www.verdensklasse.no