Den geologiske historien
Den geologiske historien gir forklaringer på hvilke prosesser som har ført til at det i dag finnes olje og gassfelt på norsk sokkel. Historien forteller om platetektonikk, fjellkjedefoldinger, forkastninger, erosjon og sedimentasjon, diagenese, avsetninger av organisk materiale i grunne, varme hav, varierende klima, og utvikling av trykk og temperatur ettersom nye sedimenter ble avsatt oppå gamle sedimenter.
Jordens historie er delt inn i perioder basert på fossile rester fra planter og dyr som var typiske for hver av periodene. Imidlertid finnes det knapt fossiler i bergarter som er eldre enn 540 millioner år, så den tidlige geologiske historien har vi liten kjennskap til. Tiden fra jordens dannelse fram til for 540 millioner år siden har derfor fått navnet prekambrium, som betyr «før» kambriumtiden.
De eldste bergartene i Norge finner man i Finnmark. De er 2,7 milliarder år gamle. Grunnfjellet på norsk sokkel er noe yngre, men er likevel mer enn 1 milliard år gammelt.
Geologiske tidsepoker
Det viktigste grunnlaget for de store petroleumsressursene på norsk sokkel, ble lagt for 200 til 145 millioner år siden, i jura og kritt. Imidlertid er utformingen av norsk sokkel preget av den geologiske historien mye lengre tilbake i tid.
Kontinentkollisjon førte til dannelse av fjellkjeder, blant annet Den kaledonske fjellkjeden, som startet i overgangen mellom periodene silur og devon. Fjellkjeden ble senere ble erodert og avsatt som sedimenter.
I karbon, for mellom 359 og 299 millioner år siden, lå vårt kontinent sør for ekvator i et subtropisk, varmt og fuktig klima. I dette klimaet ble det oppblomstring av organisk materiale, og det ble dannet og avsatt massive kullag.
I perm, for mellom 299 og 251 millioner år siden, beveget kontinentet vårt seg nord for ekvator, klimaet ble varmt og tørt, og landskapet ble til halvørken.
Det fantes også store, grunne havområder som vekselvis lukket og åpnet seg. Når disse grunne havene var lukket og vannet fordampet, ble store, tykke lag med salt avsatt. Dette skjedde i Sentralgraben. Sentral- og Vikinggraben er to innsynkingsområder som ble dannet i denne perioden da kontinentplatene beveget seg fra hverandre.
I trias, for mellom 251 og 200 millioner år siden, ble Viking- og Sentralgraben utvidet og etter hvert fylt med sedimenter. Disse sedimentene begravde saltavsetningene fra perm. Saltet ble slik utsatt for høye trykk og temperaturer og begynte derfor å bli seigflytende (plastiske) og bevege seg oppover i sedimentlagene.
Sent i trias ble deler av sandsteinsreservoarene i Snorre- og Goliat-feltene avsatt.
Jura, for 200 til 145 millioner år siden, blir delt i tre perioder: nedre, midtre og øvre jura. Kontinentet vårt befant seg da rundt 45 grader nord, og klimaet var vått og varmt. Landskapet var preget av elvesletter, elvedelta og grunne kystområder.
Grunnlaget for de gode sandsteinsreservoarene på norsk sokkel ble dannet i jura:
- Nordsjøen
- Brent-deltaet ble dannet der elver med store sedimentmengder fra sør rant ut i Vikinggraben. Dette formet reservoarene i felt som Statfjord, Gullfaks, Oseberg og Brage.
- På elveslettene ble det avsatt kanalsander som danner deler av reservoarene på Statfjord og Snorre.
- I overgangen mellom strand og grunt hav ble Sognefjordformasjonen avsatt. Dette er reservoarformasjonen i Trollfeltet.
- I dagens Norskehav ble Ile-, Garn- og Tofteformasjonene avsatt nær land i et delta som bygde seg ut i et sedimentasjonsbasseng på samme måte som i Nordsjøen. Disse formasjonene danner reservoarene i viktige felt som Heidrun, Åsgard, Njord og Norne.
- Støformasjonen i Barentshavet er hovedreservoaret i Snøhvit-feltet, avsatt nær land der et delta bygde seg ut i et sedimentasjonsbasseng.
Alle reservoarbergartene har blitt utsatt for tektonisk forkastnings- og foldeaktivitet etter at de er blitt avsatt. De fleste forkastningsblokkene er roterte.
Mot slutten av jura ble også den viktigste kildebergarten, Draupneformasjonen, avsatt.
I noen områder er Draupneformasjonen takbergart, mens på Johan Sverdrup-feltet er Draupneformasjonen reservoarbergart.
I kritt, for 145 til 65 millioner år siden, ble store kalklag avsatt i sør, i Sentralgraben. Avsetningene er mikroorganismer med kalkskall som levde i grunne, varme hav. Disse avsetningene danner grunnlaget for reservoarene i Ekofisk- og Valhallfeltene. Tette kalklag danner takbergart for noen av feltene i sørlige Nordsjøen.
I tertiær, for 65 til 1,5 millioner år siden, fortsatte sedimentavsetninger på sokkelen. Det ble avsatt skiferlag som utgjør takbergarter sør i Nordsjøen.
Sør i Norskehavet ble Eggaformasjonen, reservoaret i Ormen Lange, avsatt i undersjøiske viftesystemer i Mørebassenget.
I kvartær, for 1,5 millioner år siden og fram til nå, ble Skandinavia dekket med is og isbreer på flere hundre meters tykkelse. Isbreene avsatte mye løsmasser i morener.
Etter hvert som isbreene smeltet og forsvant, skjedde en landheving i Barentshavet. Denne landhevingen gjorde at flere mulige takbergarter sprakk opp, og olje og gass migrerte opp til overflaten og forsvant i havet.
Avsetningene i kvartær og tertiær gir noen utfordringer når det skal bores brønner på norsk sokkel:
- Vannholdig leire, dvs. mobil leire avsatt i tertiær, kan sige inn i borehullet og tette helt eller delvis igjen borehullet over borekronen, slik at borestrengen blir fastkjørt.
- Topphullsseksjonen i en brønn blir boret i ukonsoliderte morenemasser fra kvartær. Morenemassene kan ha store steiner i hard granitt som det kan være vanskelig å bore gjennom.