Sand injektitter i Oseberg området, nordlige Nordsjøen

Abstract

The main objective of this master's thesis has been to interpret sand injectites in the Cenozoic succession in the Oseberg area, northern North Sea. A sand injectite is mobilized sand that has intruded into a host lithology. It is formed when the seal above an overpressured sand body fails, such that there is a pressure release which leads to fluidization and mobilization of sand in the sand body. In the Oseberg area the sand injectites are recognized on seismic data by chaotic reflection pattern, mounds and subsidence of the layers above the mounds. Post-injection compaction of the sand injectite, and sometimes also production of sand, causes subsidence of the overlying layers. On well logs sand injectites are recognized by a blocky low gamma ray log response, increase in bulk density and acoustic velocity and decrease in neutron velocity, relative to the surrounding clays, when going downwards.

Approximately half of the studied area is affected by mounding of the reflectors. Well logs show a clear correlation between these mounds and presence of sand. The wells going through mounds contained more sand than wells located outside the mounds, which contained thin or no sands. The mounds in the Oseberg area are interpreted as “jack-up structures”. The jack-up structures are formed when accommodation space for the sand injectite is created by uplift of overlying layers in response to the intrusion of sand. Volume calculation based on the size of the mounds gives the present day volume of sand injectites in the study area to be at least 20 km3. The injection process took place during the deposition of the sediments in the upper part of the Hordaland Group. The interpreted horizons in the upper part of the Hordaland Group are mounded, while the top of the Hordaland Group is generally not mounded, this suggests injection earlier than deposition of the Top Hordaland Group. An interpreted horizon in the middle part of the Hordaland Group is stratigraphically located below the mounds, and is not mounded, indicating that it was deposited before the sand injection started. The injection process has been limited to have taken place during Upper Eocene – Lower Miocene. A parent sand body for the sand injectites in the study area has not been identified.

Further studies of sand injectites could be improved by the use of core samples, especially from sand intervals below jack-up structures. It would also be of interest to identify the parent sand body.

Hovedhensikten med denne masteroppgaven har vært å tolke sand injektitter i den Kenozoiske stratigrafien i Oseberg området i nordlige Nordsjøen. En sand injektitt er mobilisert sand som har intrudert inn i den eksisterende litologien. En injektitt blir dannet når forseglingen over en sandkropp med overtrykk brytes, gjennom å sprekke opp. Trykkgradienten får fluider til å strømme og sanden blir mobilisert og fluidisert. I Oseberg området blir sand injektittene gjenkjent på seismiske data ved de kaotiske reflektorene, hauger og nedsynkning av lagene over haugene. Etter injeksjonen vil sand injektitten kompaktere og føre til innsynkning av lagene over. Sedimenter som blir avsatt under kompaksjonen vil også være innsunket. Sand injektitter blir kjent igjen på brønnlogger ved at de har en kantete respons på gammastråle loggen, bulktetthet og akustisk hastighet øker, mens nøytron porøsiteten minker sammenlignet med litologien rundt, når man går nedover.

I omtrent halve studieområde er noen av reflektorene påvirket av hauger. Undersøkelser av brønnloggene viser en klar sammenheng mellom disse haugene og tilstedeværelse av sand. Brønnene som går igjennom haugene inneholder mer sand enn de omkringliggende brønnene som ikke går gjennom noen haug. Haugene i Oseberg området har blitt tolket som ”jack-up” strukturer. ”Jack-up” strukturer blir dannet ved at lagene over den intruderende sanden blir løftet opp for å lage plass til sanden som blir injisert. Beregninger basert på størrelsen til haugene har gitt at dagens volum av sand injektitter i studieområdet er minst 20 km3. Sand injeksjonen i studieområdet har blitt begrenset til å ha skjedd i løpet av avsetningen av den øvre halvdelen av Hordaland Gruppen. Haugene er i denne delen av gruppen, men topp Hordaland Gruppen er generelt ikke påvirket av ”jack-up” strukturene, noe som antyder at Topp Hordaland Gruppen stort sett ble avsatt etter at injiseringen av sand hadde tatt slutt. HGM er en horisont i den midtre delen av Hordaland Gruppen, denne horisonten er lavere i stratigrafien enn de reflektorene som har blitt løftet opp som følge av sand injeksjon. Dette indikerer at HGM ble avsatt før injeksjonen begynte. Det er ikke identifisert en opphavssand for sand injektittene i studieområdet.

Videre studier av sand injektitter i Oseberg området kan forbedres ved å bruke kjerneprøver, spesielt fra sand intervaller som er tolket til å være sand injektitter. Det å bestemme opphavssanden vil også være av interesse.