岩石中天然气扩散系数测试装置

图1 是测定分子扩散系数的实验装置示意图。溶质分子通过片中的小孔从溶液扩散到溶剂中，孔片的孔径很小。若孔片的有效面积为!，浓度差为C，小孔平均长度为h，则由费克定律可以得到扩散系数：

这种方法可以推广到测定气体通过岩石的扩散系数。假定岩心长度为Z而不是孔径长度）面积为S（而不是有效面积），则求得的扩散系数D 应是有效扩散系数。由上式积分整理得：

其中：

式中：、———上面浓溶液和下面稀溶液的初始

浓度；

、——— ’ 时间上面浓溶液和下面稀溶液

的浓度；

、———浓溶液和稀溶液的体积。

有效扩散系数表示天然气分子通过岩石中的孔隙介质和岩石骨架的扩散总和。