Kildebergart

Skifer i Marcellus-formasjonen i USA, en viktig kilde for skifergass

En kildebergart er en sedimentær bergart som er eller var i stand til å generere en stor mengde hydrokarboner. En typisk kildebergart er en organisk rik skifer, fra olivengrå til svart i fargen. En kildebergart er en nødvendig forutsetning for at det skal dannes et petroleumsreservoar. Kartlegging og vurdering av mulige kildebergarter inngår som en viktig del av leting etter olje og gass.

Geologiske prosesser som har bidratt til å danne, transportere og lagre petroleum i naturen studeres i fagfeltet petroleumsgeologi.

Vanligvis vil hydrokarbonene i en kildebergart ha migrert inn i et reservoar, som kan danne grunnlaget for produksjon av olje og gass. Skifergass produseres derimot direkte fra en kildebergart.

Opphavet til organisk materiale

Kildebergarten må ha inneholdt en stor mengde organisk materiale, som grunnlaget for generering av hydrokarboner. Dette organiske materialet er blitt avsatt sammen med sedimenter i havet eller i vannrikt miljø på land. Materialet har opprinnelig vært planterester eller mikroskopiske organismer som har levd i eller nær vannet. Forholdene må ha vært slikt tilrette at en stor andel av dette organiske materialet ikke umiddelbart er blitt brutt ned, men har blitt værende i sedimentene. En stor sedimentasjonsrate eller et oksygenfattig miljø vil bidra til å bevare det organiske materialet.

Andelen av organisk materiale i et sediment oppgis ofte i vektprosent, angitt som TOC - total organic content eller totalmengde organisk materiale. En vurdering av det nåværende TOC-innholdet i en bergart er viktig for å anslå om denne kan ha fungert som hydrokarbon-kilde. En bergart med TOC i intervallet 4-12 % betegnes som svært god.

Omdanning til hydrokarboner

Etter hvert som tykkelsen av sedimentlagene over kildebergarten øker, vil trykk og temperatur øke. Det organiske materialet blir da brutt ned og omdannet til hydrokarboner. Omdanningen skjer først til kerogen, en kompleks blanding hydrokarboner som ikke er løselige i vanlige løsningsmidler for olje. Kerogen kan videre omdannes til olje eller gass.

Temperaturintervallet det olje og gass kan dannes svarer til et dybdeintervall i jordskorpen der kildebergarten må befinne seg under prosessen, og dette intervallet kalles oljevinduet eller oljekjøkkenet. Dybdeintervallet kan variere med lokale forhold, men vil typisk ligge omkring 2 000–4 500 m.

Modning

Hydrokarbonene i kildebergarten gjennomgår en modningsprosess, som avhenger både av trykk- og temperaturforhold, og av tidsforløpet. I en moden kilde pågår prosessen med omdanning av hydrokarboner. En umoden kilde vil ennå ikke være i stand til å produsere hydrokarboner, mens en overmoden kildebergart har brukt opp sitt organiske materiale og vil ikke lenger generere olje og gass.

Migrasjon

Migrasjon fra en dypereliggende kildebergart inn i et reservoar

Olje og gass vil på grunn av tetthetsforskjeller kunne strømme oppover og ut av kildebergarten, dersom denne er tilstrekkelig permeabel. Transporten av hydrokarboner fra av en kildebergart kalles migrasjon. Primær migrasjon er transport ut av kildebergarten, mens sekundær migrasjon er den etterfølgende transporten gjennom overliggende sedimenter.

Kildebergarter i Nordsjøen og i Norskehavet

En rekke kildebergarter har bidratt til petroleumsforekomstene på norsk kontinentalsokkel. Skifer i formasjonen som på engelsk side kalles Kimmeridge og på norsk side Draupne er en av de viktigste kildene til olje i Nordsjøen. Denne skiferen er avsatt for omkring 145 millioner år siden, i slutten av jura-perioden. Også i Norskehavet er skifer i øvre jura viktige kilder. Kimmeridgeskiferen er yngre enn Brent-formasjonen som inneholder mange av dagens reservoar. På grunn av forkastninger er den yngre kildebergarten blitt liggende dypere enn reservoarbergarten, slik som vist på prinsippskissen til høyre.

Flere gassreservoar i nordlige Nordsjøen har kull- og skiferlag i Brent-formasjonen som kildebergarter. I sørlige Nordsjø er kull-lag fra karbon-perioden viktige kildebergarter for gassreservoar. Disse kull-lagene er avsatt for omkring 290 millioner år siden.

Litteratur

• Richard C. Selley (1998). Elements of petroleum geology. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-636370-8. 

• K.W.Glennie, red. (1998). Petroleum geology of the North Sea. Oxford: Blackwell Science Ltd. ISBN 0-632-03845-4.