Universitetet i Bergen sine hovedsatsings- områder er
marin forskning og utviklings-
forskning

Redaksjon

Skattekister på havets bunn

Det er luftige tall det dreier seg om når det gjelder petroleumsforskning. Men de verdifulle dråpene selv befinner seg dypt nede i Nordsjøens bunn. Det er der professor i geologi, Roy Gabrielsen, har sitt forskningsfelt.

Vi er mellom tre og fire kilometer under havets bunn og mellom 250 og 50 millioner år tilbake i tid. Her er det dannet oljereservoarer i sedimentære bergarter som sandstein, kritt eller kalk. Disse bergartene inneholder små hulrom hvor olje og gass kan lagres.

Mikroskop-bilde av en sandstein fra Troll-feltet. De blå områdene er porer i bergarten, der olje eller gass vil kunne akkumuleres.

– Under et lag med en fast type bergart oppstår det såkalte feller av porøse bergarter. Trykk og temperatur er avgjørende for at oljen kan dannes og lagres der.

En oljefelle oppstår gjerne i forbindelse med en forkastning, som er en svakhetssone i jordskorpa der en bergartblokk har falt ned i forhold til en annen. Det er ikke uvanlig at en slik forflytning kan bli mange hundre meter, og opptil et par kilometer, sier Gabrielsen.

Slike forkastninger finnes selvsagt også i grunnfjell på fastlandet der slik kunnskap er viktig for å kartlegge forekomst av grunnvann. Havbunnen skjuler dråper av edlere slag. Men hvordan får vi dem opp?

– En av de vanlige metodene å få opp olje på, går ut på å stimulere reservoaret. Vann eller kjemikalier blir da pumpet inn i den porøse bergarten for å presse oljen oppover. Vårt bidrag til oljeutvinningen er å gi beskrivelser av reservoarene og å beregne hvordan olje og gass vil forflyttes i reservoaret under produksjon. For å kunne forutsi dette, trenger vi både geologisk kunnskap, fysiske målinger og matematiske modelleringsteknikker, sier Gabrielsen.

Avhengige av hverandre

Reservoarforskningen ved UiB har en lang historie. I 1983 kom det signaler fra myndighetene om at de ønsket mer forskning på oljereservoarer. Seks ulike institutt så da muligheten for å gå sammen om denne forskningen. Det var Geologisk institutt, Matematisk institutt, Fysisk institutt, Institutt for mikrobiologi, Kjemisk institutt og Institutt for den faste jords fysikk. Senere kom også Institutt for informatikk med i samarbeidet.

– Vi så vi hadde felles interesser og dannet et faglig forum for reservoarforskningen, forklarer fysikkprofessor Arne Graue som var koordinator for reservoarutvalget i mange år. Nå har professor i matematikk, Magne Espedal, som for tiden er på forskningsopphold i USA, tatt over.

– Tverrfagligheten er helt nødvendig for denne type forskning, men det er ikke alltid lett å få til ved et universitet. En av grunnene til at vi fikk det til, er at vi er et mellomstort universitet og at vi har god kjennskap til hverandre over instituttgrensene. Både universitetsledelsen og fakultetet var i tillegg positive til at vi satte i gang dette samarbeidet. Det var forskerne selv som etablerte samarbeidet. Det ble ikke tredd ned over hodet på oss. Det tror jeg var et veldig godt utgangspunkt.

Graue skisserer hvorfor reservoarforskningen er avhengig av tverrfaglig samarbeid på denne måten:

– Oljen ligger inni en porøs bergart, som kan sammenlignes med en svamp. For å finne et oljereservoar, kreves ekspertise i geologi og geofysikk. For å kunne produsere olje og gass, trenger man kjemisk ekspertise for å se på hvordan væskene inne i denne bergarten oppfører seg. Mikrobiologer ser på hvordan bakterier i vannet oppfører seg, og undersøker blant annet muligheten for å bruke mikroorganismer som vokser i oljereservoaret til å øke utvinningen.

– Det trengs også ekspertise på fysiske forhold i reservoarene, hvordan de ulike kreftene vekselvirker. Vann er tyngst og ligger underst, i midten har du olje og øverst ligger gass. Hvis man pumper inn vann, presses oljen ut. Fysikerne prøver å forstå hvordan disse kreftene virker. Problemet er å generalisere det som gjøres på laboratoriene til store reservoarer. Her kommer matematikerne og informatikerne inn. Ved hjelp av numerisk analyse overfører de resultatene fra liten skala til stor skala.

Røntgenbilder

Graue benytter en ny metode som består av å ta en slags røntgenbilder av bergartene. Denne metoden er unik i verden.

– Det er en avbildningsteknikk som viser fordelingen av vann, olje og gass i en bergart. Metoden blir brukt i forskning på strømning i heterogene medier (bergarter) og kan også anvendes på andre problemstillinger enn oljeutvinning. Den samme metoden kan for eksempel brukes i forskning på strømning av grunnvann og på kartlegging av kjemiske utslipp, sier Graue. Han har lang erfaring med forskning på oppsprukne reservoarer, det feltet UiBs reservoargruppe arbeider mest med for tiden.

– De fleste reservoarene i Nordsjøen er oppsprukne. Jeg har jobbet med Ekofisk, et reservoar som er så tett og samtidig oppsprukket at få trodde det gikk an å utvinne olje der da det ble oppdaget i 1969. I dag produseres det 300 000 fat olje der hver dag.

– Dette er et typisk eksempel på hvordan forskning på et reservoar har gjort at man stadig har greid å produsere mer. Ved å studere reservoarene har vi kunnet anbefale de rette produksjonsmetodene. Løsningen på Ekofisk-gåten har hatt betydning for utvinning av olje fra flere reservoarer sør i Nordsjøen, sier Graue.

Han har fått inn til sammen 18 millioner kroner for forskningen sin de siste ti årene. Phillips Petroleum har bidratt med seks av dem. Totalt 13 oljeselskaper har støttet denne forskningen.