An evaluation of tectonostratigraphy and hydrocarbon potential of the Ellingråsa Graben, Halten Terrace, offshore Mid-Norway

Abstract

Ellingråsa Graben er en grabenstruktur lokalisert i den umiddelbare hengblokken til Bremstein Forkastningskompleks (BFC), i Norskehavet, 65°N. De første letebrønnene i Norskehavet ble boret og funnet tørre på denne strukturen, som siden har vært en lite beskrevet struktur i offentlig tilgjengelige publikasjoner. Denne oppgaven gir en oversikt over tektonostratigrafien og hydrokarbonpotensialet i Ellingråsa Graben. Et samspill mellom forkastningsaktivitet langs BFC i Jura og en evaporittenhet i Trias er observert, hvor listriske forkastninger som såler ut i saltintervallet, dannelse av assosiert hengblokkantiklinal og putedannelse i saltlaget er hovedtrekkene. Variasjon i sprang langs forkastningsstrøket, tykkelse på syn-rift sediment i hengblokken, erosjon av liggblokken og variasjon i strøkretning støtter en inndeling av BFC inn i 4 segmenter. En modell for dannelse av lukningen hvor brønn 6507/12-1 befinner seg er foreslått i denne opppgaven. Lukningen er foreslått å ha formet i et området med varierende strøkretning langs begge forkasntningene som avgrenser grabenen. Dette har fasilitert rollover av sedimenter i hengblokken mot hovedforkastningene i flere retninger, som har ført til dannelse av en kombinert antiklinal-horst struktur. Signifikant erosjon langs flankene av grabenen foregikk i Callovium. Inkonformiteten ved bunn Kritt er også erosiv over forkastningsskrenter. Selv om rift klimaks var fra Callovium til tidligst i Kritt, er det også tegn til syn-rift avsetninger i Tidlig Kritt. Reaktivering av forkastninger er også observert i Paleogen strata. De tørre brønnene i studieområdet kommer av umodne kildebergarter i området og mangel på langdistanse migrasjonsveier inn til de borede lukningene. Nærmere observasjon av erosjon og syn-rift sedimentasjon i studieområdet avslører mulige syn-rift sandsteiner i den ummidelbare hengblokken til BFC. Disse er forventet å være avsatt i et dypmarint miljø, men med et lokalt område av mulige grunn-marine syn-rift avsetninger ved en erodert intra-graben forkastning som er syntetisk til BFC, lokalisert sør i området. Dersom hydrokarboner har kommet inn i grabenen på dette dypet, kan disse sandsteinene utgjøre en migrasjonsrute som forbipasserer de borede, tørre prospektene. Slike syn-rift sandsteiner kan også representere reservoarer der de er helt eller delvis innkapslede i den omkringliggende skiferen slik at stratigrafiske feller blir dannet. Likevel er det en generell mangel på tegn til hydrokarboner i studieområdet, som sannsynliggjør at Ellingråsa Graben er plassert i en migrasjonsskygge.

The Ellingråsa Graben, situated in the immediate hanging wall of the Bremstein Fault Complex (BFC) at 65°N on the Halten Terrace, is a sparsely described structure in public literature, home to the very first wells drilled on the mid-Norwegian shelf. An overview of the tectonostratigraphy and hydrocarbon potential of this structure is provided herein. An interplay between Jurassic faulting along the BFC and Triassic evaporites is observed, with listric faults detaching in the salt interval, hanging wall rollover and gentle salt pillowing as the main features. Variations in throw, syn-rift wedge thickness, erosion of footwall and strike-direction supports a division of the BFC into 4 segments. A model for formation of the closure on which the very first well in the Norwegian sea, well 6507/12-1, was drilled is proposed. It is suggested to have formed in an area of varying strike direction of the graben-bounding listric faults, resulting in hanging wall rollover towards the master faults in multiple directions, creating a combined anticline-horst closure. Significant erosion of the graben flanks as well as locally within the graben is suggested to have occurred during the Callovian. The base Cretaceous unconformity is also erosive over footwall scarps in the study area. Rift climax occurred from the Callovian until the earliest Cretaceous, however there are signs of syn-rift deposition in the Early Cretaceous as well. Re-activation of major faults is observed in the Paleogene strata. The dry wells in the study area are attributed to immature source rocks and a lack of long-distance migration routes into the drilled closures. A closer look at erosion and syn-rift strata in the study area reveals possible syn-rift sandstones in the immediate hanging wall of the BFC. These are mainly expected to be deposited in a deep-marine environment, with a local area of possible shallow-marine syn-rift deposits on the dipslope of an eroded intra-graben fault synthetic to the BFC to the south in the study area. If hydrocarbons have entered the graben at this level, these sandstones could form a migration pathway effectively bypassing the drilled, dry prospects or constitute reservoirs partially or completely enclosed in shale in such a way that stratigraphic traps are present. However, due to a general lack of signs of hydrocarbons in the form of shallow soft bright spots or seabed pockmarks, the likelihood of significant charge having entered the Ellingråsa Graben is considered low, and the graben is proposed to be situated in a migration shadow.