Fordypet i fortiden

17.01.2013
Forskere drar i flokk til Svalbard for å forstå geologien i Barentshavet. Og for å lære om lagring av CO2 i undergrunnen.
  • Astri Sivertsen og Tone Johanne Sund (foto)

Professorene Alvar Braathen (til venstre) og Snorre Olaussen i aksjon ved Diabasodden

Mye bra sandstein.
Professorene Alvar Braathen (til venstre) og Snorre Olaussen
i aksjon ved Diabasodden.

 

En glassklar dag i september settes en gruppe på 50 mennesker i land på Diabasodden ved Sassenfjorden på Svalbard. I følge med fire vakter utstyrt med gevær, er de godt innpakkede turdeltakerne klare for en tidsreise.

Turen starter i sen trias, for 215 millioner år siden. I løpet av dagen skal vi legge 65 millioner år bak oss, før vi ender opp på Deltaneset i sen jura.

Geologer har muligens et mer intenst forhold til stein og natur enn andre. Men det er ikke den klare lufta og de vakre fjellformasjonene som trekker en gjeng med erfarne geofagfolk og reservoaringeniører hit.

Oppover fjellsidene langs sjøen avtegner bergartene seg lagvis og tydelige. I stedet for å være henvist til å studere digitale framstillinger av seismiske data på en skjerm, kan forskerne ta og føle på reservoarene her oppe på 78 grader nord. En professor hogger ut deler av et fjell, mens en annen forsker plukker med seg en stein for siden å kunne studere den under et mikroskop.

Det er i tidlig og midtre jura vi finner de fleste store oljeforekomstene på norsk sokkel, forklarer vår guide Snorre Olaussen, professor i arktisk petroleumsgeologi ved Universitetssenteret på Svalbard (Unis): «Dette er Norges viktigste bergart. Oljen på feltene Statfjord, Gullfaks og Troll er alle lagret i sandstein fra denne perioden.»

 

Havbunn

Omgivelsene vi beveger oss i er tilnærmet identiske med berggrunnen slik den ser ut under Barentshavet. Hele øygruppen lå en gang i tiden under vann, og mye lenger sør enn nå. Når vi ender opp i Konusdalen ved foten av Janusfjellet, vandrer vi rundt i den 150 millioner år gamle skiferbergarten som hindrer at oljen siver ut fra undergrunnen. Eller at lagret karbondioksid (CO2) slipper ut i atmosfæren.


I øgleland ved Janusfjellet< I øgleland ved Janusfjellet. Skiferen under beina våre egner seg som tak på CO2-lagre. Og som skjulested for øgleskjeletter. 


Turen fra Diabasodden til Deltaneset er ikke tilfeldig valgt. Bergformasjonene som ligger oppe i dagen er de samme som ligger noen hundre meter nede i bakken ved det gamle nordlysobservatoriet i Adventdalen, som vi besøkte i går. Observatoriet måtte flytte ettersom lysene fra Longyearbyen kom stadig nærmere og forstyrret målingene. Nå stikker det opp ventiltrær på toppen av de fem brønnene som CO2-laboratoriet til Universitetssenteret på Svalbard har boret her.

Siden 2009 har to brønner blitt boret i nærheten av flyplassen og fem i Adventdalen. De går fra 403 til 970 meter ned i bakken, og den siste ble avsluttet uka før vårt besøk. Seismikk er samlet inn og tolket. En rekke studier av kjerneprøvene er gjennomført, og noen pågår fortsatt. Dessuten er det plassert geofoner nede i flere av brønnene for å registrere mikroseismisk aktivitet.

Riggen som boret brønnene er den samme som selskapet Store Norske bruker for å finne kull. I tillegg til kullkompaniet og den lokale entreprenøren Leonhard Nilsen & Sønner (LNS), er flere forskningsinstitusjoner og oljeselskaper med i prosjektet Longyearbyen CO2 Lab. Først ute blant oljeselskapene var ConocoPhillips og Statoil. De fikk siden følge av Lundin.

Sjefgeolog Hans Oddvar Augedal forteller at Lundin først og fremst er interessert i den delen av prosjektet som handler om å beskrive reservoaret: «På Svalbard har vi muligheten til å se reservoarene og bergartene i dagen, og får mye mer informasjon enn vi når vi borer i Barentshavet og bare kan ta prøver fra dypet.»

Spesielt interessant er det at prosjektet har tatt opp sammenhengende kjerneprøver som går nesten 1000 meter ned i bakken, legger han til. En kjerneprøve tatt offshore er vanligvis 30-40 meter lang, og som regel hentet fra selve reservoaret. Men her er det også tatt prøver av permafrostlaget og kildebergarten, hvor oljen og gassen blir dannet.

«Kontinuerlige kjerner er enormt viktig for norsk sokkel. Vi setter i gang en haug med studentoppgaver på prøvemateriale som man ellers aldri får tak i,» sier han.

 

 

Geir Ove Titlestad

Brønnvakt.
Geir Ove Titlestad har boret brønner i mange år.
Men aldri før med rifle på ryggen.

 

Teori i praksis

Ifølge Augedal gikk Lundin inn i prosjektet fordi selskapet ønsket å støtte kompetanseutvikling og utdanning av nye generasjoner forskere. Etter hvert har deltakelsen vist seg adskillig mer matnyttig enn først antatt.

«Vi har fått mye mer kunnskap ut av det enn vi hadde regnet med. Vi har fått helt konkrete resultater innen områder man ellers bare jobber med teoretisk,» sier han.

Snorre Olaussen har opplyst at brønnene kostet maksimalt fire millioner kroner å bore. Alle de tre operatørselskapene trekker fram de lave kostnadene som en av de store fordelene ved laboratoriet på Svalbard.

Ifølge geologisk rådgiver Kåre Vagle i ConocoPhillips koster det fort én milliard kroner å bore en brønn i Nordsjøen eller Norskehavet, mens grunne boringer gjerne koster en halv milliard: «Du kan gange det koster å bore i Longyearbyen med hundre.»

«Det er ting du kan gjøre i Longyearbyen som du ikke kan gjøre andre steder, fordi det blir altfor dyrt.»

Injisering og lagring av karbondioksid er interessant for ConocoPhillips. Men det er ikke bare å dytte gass ned i bakken. Det må gjøres på en sikker måte, og man må vite hvordan gassen oppfører seg nede i reservoaret. Vagle ramser opp flere spørsmål som ingen ennå har fullgode svar på:

Hvordan reagerer bergarten med karbondioksid? Hva gjør den med grunnvannet? Og hvis gassen deponeres i tomme olje- og gassfelt hvor det står igjen brønner og rør: Tåler gamle stålrør og sementeringer å bli utsatt for karbondioksid, og i så fall, i hvor store konsentrasjoner? Og påvirker gassen plante- og dyrelivet på havbunnen hvis den lekker ut?

«Vi må rett og slett forske på disse tingene. Det som er tiltalende med Longyearbyen er at det er mulig å lage et laboratorium ute i naturen. Du kan bore brønner for å studere disse tingene mens du injiserer, og teste ut forskjellige metoder,» sier Vagle.

Kjerneprøver fra Adventdalen er nå sendt til laboratorier over hele landet, hvor de utsettes for ulike kjemiske og fysiske forsøk. Unis har ikke hatt tilgang til karbondioksid, og har måttet bruke vann i injiseringsforsøkene sine. Hvis det blir flere forsøk framover, håper Olaussen å få tak i ren karbondioksid for å kunne observere gassen i aksjon nede i reservoaret.

«Selv om tettheten i vann og CO2 og vann ikke er altfor forskjellig, så vil den kjemiske forskjellen være ganske formidabel,» sier han.

Prosjektet har møtt på flere overraskelser underveis. Det viste seg å være et undertrykk på over 50 bar i reservoaret. Da boret nådde det nedre sandsteinslaget av tris/jura alder, både så og hørte operatøren at det var et vakuum nede i brønnen. Da ventilen på brønnhodet ble åpnet, hørte han at brønnen sugde inn luft.

Fenomenet er ikke uvanlig i arktiske strøk, og kan ifølge Olaussen skyldes permafrost og landheving. Det er tidligere målt undertrykk i noen brønner nord for Lopphavet, men ikke så kraftig som her på Svalbard. Flere målinger og studier må til for å kartlegge og forstå trykkforholdene, men de foreløpige resultatene er oppløftende.

«Disse områdene kan vise seg å være ideelle for lagring,» sier Olaussen.

«Vi kan injisere store mengder gass, som går over til væske igjen når den blir lagret.»

Fem års forskning tyder på at forholdene ligger godt til rette. Over det planlagte deponiet ligger tette skiferbergarter som kan holde på gassen. Som en ekstra forsegling mot lekkasjer, kommer et 120 meter tykt lag av permafrost i tillegg. Nå gjenstår det å finne ut hvor stort reservoaret er, og å beregne hvor mye karbondioksid som er mulig å oppbevare.

Det er ikke planlagt flere brønner i Adventdalen. Resten av året og neste år skal brukes til å bearbeide informasjonen som er samlet inn, og på feltet skal brønnhodene dekkes til for å kunne brukes om igjen, hvis det blir aktuelt. Men først må prosjektet ta stilling til et uventet problem: De har støtt på gass i to av brønnene, og i et tilfelle måtte gassen brennes av for å redde instrumentene nede i borehullet. Gassflammen har vakt oppsikt, og blitt førstesidestoff i lokalavisa.

Foreløpig kan ingen svare på om det bare er en liten gasslomme som skjuler seg nede i bakken, eller om det er en større forekomst. Inntil videre skal brønnene sikres mot isbjørner og snøscootere, før beslutningen om veien videre tas neste år.


Tema: Geologi