Dannelse av fellestruktur
En felle består av en porøs bergart nederst og en tett bergart øverst. Den porøse bergarten er reservoarbergarten som oljen har trengt inn i, og den tette bergarten hindrer oljen eller gassen fra å strømme videre oppover. Dermed blir petroleumforekomsten fanget som i en felle. Den tette bergarten kalles gjerne en takbergart (eller kappebergart, fra engelsk cap rock) og kan for eksempel være en tett skifer.
Vi leter etter fellestrukturer for å finne nye oljeforekomster. Geofysikerne finner strukturene ved å tolke seismiske data. Petroleumsfeller blir inndelt i to kategorier: strukturelle og stratigrafiske feller.
Strukturelle feller
Sedimentære bergarter dannes i store, sammenhengende lag. De eldste lagene ble avsatt først, under de yngre lagene. Rekkefølgen på lagene kan endres gjennom tektoniske platebevegelser. Lagene blir da utsatt for folding og forkastninger. Lagene kan bli skråstilt, og eldre lag kan skyves over yngre lag.
Store saltavsetninger som presser seg oppover i lagrekkene, kan skape sprekker, bøyning og forkastninger som fungerer som fellestruktur på grunn av saltdomen. Dette skjer lenge etter at sedimentene ble avsatt, begravd og herdet til faste bergarter.
Strukturelle feller kan dermed være foldefeller, forkastningsfeller eller saltdomefeller.
Foldefelle
En foldefelle er et resultat av sammenpressing av lagene. Det skjer omtrent som når vi skyver et teppe sammen fra begge sider, og det dannes bølger i teppet. Toppene i foldene kalles antiklinaler og kan fungere som felle for olje og gass.
For at en slik fold skal fungere som felle, må den ha en porøs bergart som kan lagre olje og gass, og en takbergart som holder oljen fanget. Dersom takbergarten er erodert bort, vil ikke antiklinalen fungere som felle.
Forkastningsfeller
I en forkastningsfelle er sedimentlagene forskjøvet langs en sprekk i berglaget, og lagene skråner oppover. Når den porøse bergarten er overdekket av en takbergart og forkastningen er forseglet (tett i sprekken), danner forkastningen og takbergarten en fellestruktur. Dersom helningsvinkelen er bratt, blir reservoaret høyt og smalt. Dersom helningsvinkelen er svak, blir reservoaret større i utstrekning. Dersom det lekker i sprekken der forskyvningen skjedde, vil olje og gass som kommer fra kilden, lekke ut over fellestrukturen. Lekkasjen kan fanges i en fellestruktur høyere opp eller tapes til det ytre miljøet.
Forkastningsfeller deles inn i normal- og reversforkastninger og roterte forkastningsblokker.
Når platen utsettes for strekking og berglaget brytes, får man det som kalles en normalforkastning. Da sklir den ene delen av platen ned til et lavere nivå enn den andre.
Reversforkastning oppstår når platen blir utsatt for sammenpressing til den sprekker. I disse forkastningene klatrer den ene delen av platen opp på den den andre, derfor benevnelsen «revers».
I alle forkastningssoner er det enorme krefter i sving. Det er derfor svært vanlig at forkastningsfellene blir rotert (skråstilt) i prosessen. Forkastningene overlagres med nye sedimentære bergarter, eroderes og overlagres gjennom millioner av år. Rotasjonen forårsaker at fellene ikke ligger på det dypet der lagene opprinnelig ble avsatt.
De store feltene på sokkelen – Statfjord, Gullfaks, Oseberg og Snorre i nordlige deler av Nordsjøen, Åsgard og Heidrun i Norskehavet og Snøhvitfeltet i Barenthavet – er eksempler på forekomster der roterte forkastningsfeller inneholder olje eller gass.
Saltdomfeller
En tredje type strukturell felle er den typen som dannes i forbindelse med saltstrukturer. Disse finnes i sørlige deler av Nordsjøen, der det ble avsatt tykke lag med salt i siste del av permtiden for ca 250 millioner år siden.
Ettersom saltet i løpet av mange millioner år ble begravd av kilometertykke lag sedimenter, førte det høye trykket og temperaturen til at saltet begynte å oppføre seg plastisk, omtrent som tannkrem, som er fast, men kan flyte når man legger trykk på tannkremtuben. Det betyr at saltet kunne bevege seg oppover i lagrekkene. Dermed ble de overliggende lagene deformert og gjerne foldet og forkastet. Saltet formet da en slags dom, som kuppelen på en domkirke, og fellene kalles derfor salt-dom-feller.
Saltet er i seg selv både uporøst og upermeabelt. Dersom saltet trenger opp gjennom en porøs reservoarbergart, som siden blir fylt av olje, kan saltet fungere som en sperre som gjør at oljen fanges sideveis. Dette blir da en felle dersom det ligger en kappebergart over reservoarbergarten.
Saltbevegelsene førte også til at kalksteinsformasjonene sprakk opp, og det ble dannet sprekkenettverk i hele formasjonen. Først etter oppsprekkingen blir kalksteinen en god reservoarbergart.
Ekofiskfeltet er et eksempel på et felt hvor folde- og forkastningsfeller er dannet på grunn av saltdom. Det finnes også saltdomfeller i nordlige deler av Nordsjøen og i Barentshavet.
Stratigrafiske oljefeller
En stratigrafisk eller lagdelt felle dannes gjerne like etter at sedimentene blir avsatt, til forskjell fra de strukturelle fellene som blir dannet etter at sedimentet er herdet til en bergart. Ordet stratigrafisk er satt sammen av strata som er latin for «lag», og grafisk som betyr «beskrivelse av».
Stratigrafiske feller dannes av at et tett leirlag er blitt avsatt over et porøst lag. Det kan skje på flere måter. Dersom en porøs sandstein avsettes som en kile, som er tykk i den ene enden og tynner ut til ingenting i den andre, og denne overleires av en tett leire, kan dette etter hvert bli en oljefelle.
Stratigrafiske feller kan også dannes dersom en lagrekke som er blitt skråstilt gjennom deformasjon, siden utsettes for erosjon, og deretter dekkes av tett leire. Slike oljefeller finner man blant annet på Johan Sverdrup-feltet i midtre deler av Nordsjøen.
