Различия в скорости фильтрации электрически заряженных частиц и скорости движения основного флюида в низкопроницаемом коллекторе приводят к формированию электрически заряженных областей с объемами порядка нескольких сотен кубических метров. Объемные заряды создают переменное электрическое поле, которое, в свою очередь, изменяет дисперсность и заряды коллоидных частиц, а также вызывает электрофоретические эффекты, усиливающие изменение скоростей движения коллоидных частиц. При этом, как следует из лабораторных экспериментов, в пористой среде могут возникать значительные градиенты потенциала (вплоть до нескольких тысяч В/м), которые существенно влияют на электрохимическую картину взаимодействия флюида с поверхностью.
При этом носителями отрицательного заряда скелета будут являться распределенные в породе глинистые минералы, а носителями положительно заряженных частиц в смеси будут являться как ионы, так и металлосодержащие коллоидные частицы тяжелых компонентов нефти.
Возникновение электрических полей в нефтегазоводяной смеси изменяет дисперсность ее частиц, что проявляется в изменении проницаемости за счет кольматации-декольматации поровых каналов твердыми частицами или газовыми микропузырьками и компенсировании капиллярного гистерезиса. Высокая чувствительность процессов коагуляции и пептизации к электрическим полям возможно является очень важным фактором для фильтрации нефтегазоводяной смеси. Образование объемных зарядов порождает электрические поля, которые распространяются со скоростью света и изменяют условия движения флюида на далеких расстояниях от места первичного формирования, что может вызывать диспергирование нефти вдали от контакта нефть-закачиваемая вода ввиду сильной чувствительности коллоидных растворов к внешним воздействиям, а также возможной необратимости изменений, происходящих в таких системах под действием внешних факторов.
Уравнение фильтрации должно быть модифицировано с учетом распределенных по объему сил F1 действия электрического поля Е и градиентом электрического поля F2, действующие на диэлектрик движущуюся жидкость. Диэлектрическая постоянная воды (
= 81) значительно больше, чем у нефти (
= 2), то F2 кратно выше для воды, или капель воды в эмульсии, чем для нефти, что может приводить к разделению нефтегазоводяной смеси уже собственно в нефтяном коллекторе. Для характерных размеров областей объемных зарядов более 1 м, величина электростатического давления будет превышать 0,001-0,05 МПа, что сопоставимо с величиной капиллярного гистерезиса, удерживающего нефтяные ганглии.
