Hvordan dannes petroleum?

De fleste av olje- og gassforekomstene på norsk kontinentalsokkel kommer fra et tykt lag av svart leire som i dag ligger flere tusen meter under havbunnen.

Den svarte leiren er en kildebergart, det vil si en avsetning som inneholder mye organisk materiale. Leiren ble avsatt for rundt 150 millioner år siden på bunnen av et hav som dekket mye av det som i dag er Nordvest-Europa. Dette havet var spesielt fordi havbunnen var død og stagnerende, samtidig som det var fullt av liv i de øverste vannlagene.

Store mengder mikroskopisk planteplankton døde og hopet seg opp i de oksygenfrie bunnsedimentene, for å bli begravet dypere etter hvert. Etter langvarig kjemisk endring gjennom bakteriell nedbryting og modning under et voksende sedimentlag dannet det seg flytende hydrokarboner og gass i kildebergarten.

Ved oksygenfri nedbryting av organisk materiale blir det blant annet dannet kerogen, som gir opphav til olje og gass ved høy temperatur og trykk. På norsk sokkel øker temperaturen med om lag 25 grader per kilometer dyp. Etter mer enn hundre millioner år med erosjon og avleiring kan det ligge et flere kilometer tykt lag av leire og sand over kildebergarten. Når temperaturen på kerogenet når 60-120 grader, blir det dannet olje, og på enda høyere temperaturer hovedsakelig gass.

Etter hvert som det blir dannet olje og gass, siver dette ut av kildebergarten. Fordi hydrokarboner er lettere enn vann, vil oljen og gassen bevege seg oppover i en porøs bergart som inneholder vann. Denne vandringen (migrasjonen) skjer gjennom mange tusen år og kan strekke seg over flere mil, helt til den blir stoppet av tette lag eller lekker ut i havet.

Reservoarbergarter er porøse og alltid mettet med ulike blandingsforhold av vann, olje og gass. Mesteparten av petroleumsressursene våre er fanget i reservoarbergarter som er avsatt i store delta laget av elver som rant ut i havet i juratiden.

Hovedreservoaret på blant annet Gullfaks, Oseberg og Statfjord ligger i det store Brent-deltaet fra juratiden. Store reservoar finnes også i sand som ble avsatt på elvesletter i triastiden (Snorre), i grunt hav i sen juratid (Troll) og som undersjøiske vifter i paleogentiden (Balder). Sør i Nordsjøen er det tykke lag av skrivekritt, dannet nesten bare av rester etter ørsmå planter og dyr. Dette er en viktig reservoarbergart (Ekofisk).

Tette avsetninger, som for eksempel leirstein, påvirker migrasjonsveiene fra kildebergarten til reservoaret. Disse er også helt avgjørende for å holde petroleum på plass i reservoaret over lang tid. Tette avsetninger som ligger som et lokk over reservoarbergarter kalles takbergarter. I tillegg må reservoaret ha en form som gjør at oljen samler seg; en såkalt felle.

Når et område inneholder både kildebergart, reservoarbergart, takbergart og felle, er forutsetningene der for å kunne finne olje og gass som kan produseres.