Barents Sea Rock Properties

Geologisk informasjonen fra sedimentære bassenger kommer i hovedsak fra seismiske data. Disse dataene viser fordelingen av hastighet og tetthet i bassenget. Forståelsen av hvordan bergartsegenskapene forandres som funksjon av begravning og sammensetning er til dels svært mangelfull. Disse prosessene som med en samlebetegnelse kan kalles kompaksjonsprosesser består av to separate prosesser, mekaniske prosesser som i hovedsak er en funksjon av vekten av de overliggende sedimentene og kjemiske prosesser som er en funksjon av sammensetning, temperatur og tid. I sandsteiner er overgangen fra mekanisk til kjemisk kompaksjon som oftest skarp mens den i leirsteiner er mer diffus. De sedimentære bergartene i Barentshavet er spesielt interessante i en kompaksjon/bergartegenskap-sammenheng fordi de har svært avvikende hastighet-dyptrender sammenlignet med tilsvarende bergarter ellers på norsk sokkel. Dette settes i sammenheng med at kjemiske kompaksjonsprosesser, spesielt kvartsementering, er virksomme også under oppløft og erosjon så lenge temperaturen er høyere enn ca 60 oC. De foreløpige resultatene fra prosjektet viser at man er i stand til å kalibrere oppløft av bergartene med overgangen mellom mekanisk og kjemisk kompaksjon. Man er også i stand til å bestemme hvilke mineralogiske forandringer som er ansvarlige for forandringene i bergartsegenskaper og ved hvilken temperatur forandringene inntraff. I leirsteiner er sementeringsprosessene rekrystallisering av biogent dannet silica og leirmineralreaksjonen smektitt til illitt og kvarts. I sander uten sement (grunt begravde sander) fortsatt i den mekaniske kompaksjonsonen observeres distinkte forandringer i egenskaper som hastighet og tetthet som funksjon av oppløft/erosjon. Disse forandringene er detaljert undersøkt eksperimentelt ved hjelp av triaksialforsøk. Resultatene fra de ekperimentelle undersøkelsene har blitt motatt med interesse etter presentasjoner på flere internasjonaler konferanser. Generelt vil prosjektet fortsatt søke å kombinere innsikt basert på seismiske data, borhullsdata (logger, etc) med innsikt i de fysiske og kjemiske forandringene som skjer i sedimentene med begravning og oppløft. I det praktiske liv har resultatene relevans for og kan brukes til bl.a. hastighetmodellering, reservoarmonitorering og bassenganalyse.

This project aims to explain why economic discoveries of hydrocarbon deposits have been scarce in the Norwegian part of the Barents Sea Area except for a few noteable examples in the Hammerfest basin. Late Pliocene to Pleistocene glacial erosion and uplif t in the order of 900-1300 m resulting in petroleum escape has been suggested to be the main explanation for the small number of economic discoveries in the area. How geological factors control the physical properties of sediments and cemented sedimentary rocks are however still poorly understood. Mechanical and chemical compaction processes is central in this respect. The challenge is to relate geology to geophysics where no satisfactory quantitative relations exists between different sedimentary rocks and their geophysical properties. Experimental compaction tests has provided a basis for rock mechanical properties of different sediments like sand and mud. Studies of cemented rocks show that quartz cementation dominate porosity loss below about 70 oC. This means that the cementation processes continue also during uplift if the temperature is higher than about 70 oC. Quantification of these potentially important stress relaxing cementation processes during uplift has not been done before. Stress relaxat ion from cementation would reduce brittle deformation due to stress redistribution related to uplift proposed for the Barents Sea Area. The relation between compaction processes and deformation triggered by uplift or build up of fracture pressure resultin g in fluid movment has not been addressed in the litterature. Uplift generated deformation is very relevant to the Barents Sea Area. The relation between compaction processes and deformation triggered by uplift or fracture pressure conditions resulting in fluid movment has not been addressed extensivly. In the Barents Sea Area these processes has lead to very different porosity depth trends compared to other areas offshore Norway.