Dette er saken
Per Arne Bjørkum fremsatte i fjor en ny teori som innebærer at de geokjemiske modellene som benyttes i leting etter olje og gass ikke er gyldige. På den måten sår han tvil om geologene har blitt ledet på rett vei av dagens petroleumsgeokjemikere på sin jakt etter olje.
Teorien bygger på gamle ideer for hvordan tungolje dannes i kildebergarten tidlig i begravningshistorien.
Bjørkums forskningsartikkel: «Timing of oil expulsion from source rocks and a revitalization of the pre-1970 model» (https://doi.org/10.31223/X5CW49).
I et innlegg 25. januar gjennomgår UiO-professor Dag Karlsen Bjørkums argumenter: Oljeteori på dypt vann
Per Arne Bjørkum svarer:
Professor Karlsen skriver langt om mangt. Det heter seg at når man ikke har en god forklaring, må man ha mange. Jeg skal være kort, og konsentrere meg om de to grunnpilarene som dagens teori hviler på: Avtagende TOC i kildebergarter mellom 120 °C og 150 °C og biodegradering av reservoarolje ved temperaturer lavere enn 70 °C.
Professor Dag Karlsen bygger sitt forsvar av rådende teori for generering og migrasjon av olje ved påstå at jeg har misforstått, og derfor tar opp et «ikke-eksisterende problem». Karlsen hevder til eksempel at de TOC-dataene jeg har brukt for å utfordre rådende teori ikke «gir et representativt bilde av virkeligheten». Han begrunner det med at:
«Hva gjelder den påståtte mangel på reduksjon i TOC gjennom oljevinduet (Nordsjøen), så er det meget viktig å forstå at det ikke forekommer prøver fra de oljegenererede dype sub-bassenger i noen skiferdatabase fra Nordsjøen. Dette skyldes at det ikke er satt engang én enkelt brønn i de egentlig genererende kildebergarter for oljen og gassen på norsk sokkel strander ….» (min utheving).
Det Karlsen skriver, er ikke riktig. TOC-prøvene er tatt fra det som i dag er oljevinduet. Det kan selvfølgelig tenkes at det finnes rikere kildebergarter dypere enn i dagens oljevindu, og så dypt at vi ikke har prøver derfra. det kan imidlertid ikke være en forklaring på at TOC ikke avtar i dagens oljevindu. Om det var 5 eller 10 % TOC i kildebergarten idet den gikk inn i oljevinduet, er ikke viktig for rådende teori. Det som er viktig, er at ifølge dagens teori, vil halvparten av TOC, uansett hvor mye det er (så lenge det er en effektiv kildebergart), forlate kildebergarten som olje. TOC dataene tilsier at det «ikke» skjer.
Okiongbo, Aplin og Larter (2005) (se manuset) erkjente problemet jeg peker på i manuskriptet. De la merke til at TOC ikke avtok nedover i oljevinduet. For å berge teori fra falsifisering, antok de at TOC-innholdet i de dypeste prøvene hadde vært dobbelt så høy før kildebergarten kom inn i oljevinduet. I et annet datasett der det samme problemet dukket opp, løste Okiongbo (2011) problemet ved å velge ut den av prøvene nederst i oljevinduet som hadde lavest TOC. Da fikk han det til å stemme (50 % reduksjon i TOC i oljevinduet).
Dette er eksempler på det vi i vitenskapsteori omtaler som ad hoc antagelser/forklaring. Det er lov, og nesten alltid mulig å finne antagelser som berger teorien. Så lenge man ikke har en alternativ teori man kan gripe fatt i, er man nærmest tvunget til å ty til slike tilleggsantakelser. Når det gjelder migrasjon og generering av olje finnes det imildertid en alternativ teori. Den før 1970.
Det er viktig å være klar over at den ikke er tilbakevist. Det er riktig nok ikke nødvendig, men det er et ufravikelig krav at de observasjonene som den gamle bygger på også inkluderes i den nye – slik Einsteins teori for gravitasjon gjorde da han erstattet Newtons teori om det «samme». Det samme skjedde ikke under fremveksten av dagens teori på 1980-tallet.
Det er det mitt manuskript dokumenterer. For å finne ut alt det dagens geokjemikere har oversett, må man lese kildene jeg oppgir. Da vil man til eksempel lære at det med at tungoljen roterer lyset, er en egenskap som avtar kraftig med temperaturen og nærmer seg null ved temperaturer over 70 °C. De brukte derfor målingene til å si hvor høy temperatur olje hadde vært utsatt for (fordi vitrinitt ikke var egnet for så lave temperaturer).
Som vitenskapshistoriker er jeg kjent med at et fagmiljø tidvis må skifte syn fordi de har feiltolket observasjonene, dvs. noen har lagt frem en annen og bedre forklaring på observasjonene, men jeg kjenner ikke til at et samlet fagmiljø har oversett observasjoner som forskere før dem har publisert (om det samme). Man kan tillate seg å se bort fra forklaringene til andre forskere (de er nemlig teoriavhengige), men ikke deres observasjoner slik dagens geokjemikere gjør (noe jeg har redegjort for i manuskriptet).
Det som gjør situasjonen enda mer unik, er at i stedet for å ta inn over seg det letegeologer samlet sett har observert (over en periode på nesten 200 år) har man valgt å lene seg på noe man ikke har sett: bakterier.
Man måtte introduserte ideen om bakteriell nedbryting av olje for å forklare tungoljen – som det er mest av. Biodegradering av reservoaroljer er derfor et eksempel på det man i vitenskapsteorien, noe jeg underviser i, omtaler som en ad hoc antagelse, dvs. at antagelser/postulater man tyr til for å berge en teori fra falsifisering.
Historien bak ideen om biodegradering er interessant. På 1970-tallet ble mikrobiologene oppmerksomme på at det fantes bakterier som kunne tåle temperaturer opp til 70 °C. Det var noe geokjemikerne grep fatt i. Først antok man at det var bakterier som trengte oksygen. Rundt år 2000 erkjente fagmiljøet at det ikke var nok oksygen i porevannet (noe som ellers hadde vært kjent lenge). Det problemet løste geokjemikerne ved å postulere at bakeriene var anaerobe, dvs. de trengte ikke fritt oksygen. Det er et eksempel på enda en ad hoc antagelse.
Når lettolje blir gjort om til tungolje sier teorien at bakteriene gjør oljen om til CH4 og CO2. Det er vanligvis ingen gass over tungoljen. Det forklares med at metan har lekket ut. Det er en ny ad hoc antagelse.
Fagmiljøet synes å se deres evne til å berge teori på denne kunstige måten som en styrke, men det er uttrykk for at den er mangelfull. Teorien om biodegradering har en overflod av slike ad hoc antakelser. Man tillegger bakteriene egenskaper de må ha for å forklare det man måler.
«Vitenskapene starter med observasjoner, og slutter med dem» (Einstein). Jeg vil derfor ikke fortsette diskusjonen med Karlsen før han kan vise til at levende bakterier faktisk finnes i undergrunnen. Dagens teori for generering og migrasjon av olje står og faller med at bakterier gjør jobben de er tilskrevet. Om man ikke kan påvise levende bakterier, burde man kunne påvise at det er mer kjemiske spor av døde bakterier («nekromass») der det er tungolje, enn i grunt porevann der det ikke er noe olje. Data som er publisert på det, tilsier at det ikke noen forskjell (vi forventer spor av bakterier som kom inn i sedimentene).
Dagens modell legger til grunn at oljekonsumerende bakterier overlever i en slags «sovende» tilstand i millioner av år uten «mat» inntil oljen kommer inn. Det finnes selvfølgelig ingen empirisk støtte for at bakterier kan overleve så lenge uten «mat».
Til tross for disse åpenbare svakhetene, hevder Karlsen at det er konsensus i et stort fagmiljø om det han forvarer. Han finner det derfor underlig at jeg, som kun er ett individ (som i tillegg ikke tilhører fagmiljøet) utfordrer dem. Til det er å si at for det første er henvisningen til konsensus ikke et faglig argument, og for det andre er vitenskapen bygget på enkelt-individers rett til å utfordre. Jeg må dog umiddelbart skyte inn at jeg ikke står alene – jeg står på skuldre til de som var med på å finne det aller meste av verdens oljereserver for mer enn 50 år siden.
Det jeg har gjort, er komme med forslag til en forklaring på hvordan olje kan komme seg ut av kildebergarter tidlig i begravingen (mobiliseres av CO2-gass) og hvordan den kan gjøres om til lett olje i reservoaret (ved ekstern tilførsel av H2). Det faktum at man ikke kunne forklare dette på 1970-tallet, bidrog til at noen så et behov for en alternativ teori. Den la til grunn at oljen var lettflytende før den ble presset ut. Det fremstod som en elegant løsning på begge problemene som den gamle teorien slet med. Problemet er at fagmiljøet ikke har klart å legge frem en fysisk forklaring på hvordan oljen kommer seg ut av kildebergartene, dvs. starten på det hele.
Min inngang til det som skulle ende opp med en støtte til modellen for tidlig utdriving ved lav temperatur startet med et forsøk på å forklare migrasjon ut av kildebergarter ved temperaturer høyere enn 120 °C, dvs. jeg la til grunn at dagens modell var riktig. Jeg brukte ett helt år på det. Det var en fysisk analyse, og den tilsa at olje kunne komme ut mye tidligere. Det som stoppet meg (den gangen), var at det ifølge dagens modell ikke var bevegelig olje i kildebergarter før over 120 °C.
Jeg søkte derfor etter data som tilsa at det var mobil petroleum/olje like etter avsetning. Det fant jeg. Det var noe man hadde observert i grunne prøver på 1950-tallet. Det var ikke så mye ekte hydrokarboner (HC), men asfalt og resiner (bitumen), dvs. det som omtales som ikke-hydrokarboner fordi de også består av nitrogen oksygen og svovel. Det er her CO2 kommer inn. Det dannes mye CO2 fra organiske materiale like etter avsetning, og CO2 -gass kan mobilisere disse molekylene før de polymeriserer og blir en del av kerogenet.
Det er også verdt å merke seg at ifølge kjemikerne før 1970 var kerogenet, som dagens geokjemikere mener er den eneste kilden for oljen (se også Karlsens innlegg), definert som inert organisk materiale, dvs. organisk materiale som ikke genererte olje med mindre den ble utstått for ekstremt høye temperaturer. Som når kildebergarter blir invadert av magmatiske intrusjoner.
Til slutt vil jeg minne om at vitenskapen har et ledende prinsipp om at vi skal søke enkle svar. Når man har valget mellom en enkel og en komplisert teori om det samme, velger man den enkleste.
Modellen før 1970 er enkelt bygget opp. Tidlig utdriving til nærliggende reservoar, og modning i reservoar til lett olje når temperaturen nærmer seg cirka 70 °C. Dagens modell er langt mer komplisert. Den forutsetter at så å si all olje migrerer langs «ledebergarter» (som vi ikke kan påvise) opp gjennom km-tykke skifre (som ikke viser tegn på massiv invasjon av olje) til de øverste 2km (T< 70 °C) der det aller meste av oljen blir spist opp av bakterier (vi ikke kan påvise) og gjort om til gass (vi ikke finner).
Dagens modell er derfor både komplisert og høyst spekulativ, mens modellen før 1970 er enkel og basert på det vi kan se/måle. Modellen før 1970, forklarer dessuten mer enn det dagens teori gjør (se manuskriptet). Valget burde derfor være enkelt. Modellen før 1970 er dessuten så enkel at letegeologer kan ta den i bruk i sitt daglige arbeid.
Når det gjelder modning i reservoaret ved ekstern tilførsel av hydrogen skriver Karlsen at «Mens atomært hydrogen er svært reaktivt, kreves det 104/kcal/mol for å dissosiere molekylært hydrogen. Bjørkum forklarer ikke hvorfra denne energien skal komme.» Hvis Karlsen forhører seg med organiske kjemikere, vil de fortelle han at der det er molekylært hydrogen (H2) vil det alltid være en liten andel reaktivt atomært hydrogen (H).
Karlsen er klar over at vi ikke finner det vi sier vi skal finne. Det forklarer han med at «Alle modeller, også gode, kan misbrukes, data feiltolkes og ofte kan forutinntatte meninger vedr. «letemodeller», «top-down-management» og forhold som overdrevent hierarkisk byråkrati istedenfor «flatere strukturer», hindrer god letedialog – og det uten at det er feil ved modellene.»
Når vi «bommer», legger Karlsen altså skylda på brukerne av teorien. Jeg er fritar brukerne og mener at det er teorien som er «syndebukken». Den burde aldri ha vært akseptert. Den var og er i strid med harde fakta. Man burde derfor ha jobbet videre med modellen fra før 1970.
Hadde fagmiljøet gjort det, føler jeg meg rimelig sikker på at man ville ha funnet den samme løsningene som jeg har skissert når det gjelder tidlig utdriving av olje ved hjelpe av CO2 modning av reservoarolje på grunn av ekstern tilførsel an hydrogen. Momper (1978) var, som jeg nevnte i manuskriptet, klar over at CO2-gass kunne mobilisere olje, men levde i den samme villfarelsen som Karlsen, om at det ikke var noe olje som kunne mobiliseres så tidlig i begravingen.
De som ønsker å sette seg inn i det vitenskapelige grunnlaget for modellen jeg har hentet frem, kan starte med å lese R. H. Dott og M.J. Reynolds sin imponerende “state-of-the-art” publikasjon fra 1969 (AAPG). Den er på over 400 sider og er, sammen med den lange referanselisten, en gullgruve for alle empirister.
PER ARNE BJØRKUM
Bjørkum er forsker i Equinor og professor emeritus i geologi ved UiS, men bemerker at innlegget er skrevet av ham som privatperson.
