I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l. 9 ,   No .   4 Dec em b e r 2 0 2 0 ,   p p .   2 5 5 ~ 26 0   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 1 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijaas.v 9 . i 4 . p p 2 5 5 - 26 0     255       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a a s . ia esco r e. co m   An e x perime ntal  study  on per form a ce of st a rch  extr a cted  f ro whea f lo ur as  f il t ra tion co ntrol a g e nt  in  drilling   fluid       Ra heel  I qb a l,  F a wa d P irza da ,   M uh a m m a d Z ub a ir,   Am e er   M ehm o o d   In stit u te  o P e tr o leu m   &   Na tu ra G a s,  M e h ra n   Un i v e rsity   o E n g in e e rin g   &   Tec h n o l o g y ,   P a k istan       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   2 3 ,   2 0 1 9   R ev is ed   Feb   2 ,   2 0 2 0   Acc ep ted   J u n   5 ,   2 0 2 0       Th e   p h e n o m e n o n   o l o st   o m u d   fil trate   in to   a   p o r o u p e rm e a b le  fo rm a ti o n   d u e   t o   h ig h   h y d r o sta ti c   p re ss u r e   c o m p a re d   to   th e   f o rm a ti o n   p re ss u re   is  k n o w n   a fl u id   lo ss .   Th is  c a u se   so m e   m a jo p r o b lem i n   we ll   d u ri n g   d ril l in g   a p o o c e m e n ti n g   j o b ,   p i p e   stu c k ,   a n d   f o rm a ti o n   d a m a g e .   T h u s,  to   sa fe     th e   we ll   fro m   s u c h   p ro b lem a n d   in   o r d e t o   m a k e   sa fe   a n d   e ffe c ti v e   d r il li n g   a n   a d d it iv e   fro m   w h e a flo u is ex trac ted   wh ich   is starc h ,   a n d   a c ti n g   a s a   flu id   lo ss   c o n tro l   a g e n t.   Th e   p u rp o se   o th is  re se a rc h   is  to   in v e stig a te  t h e   p o ten ti a o u ti li z in g   th is  a d d i ti v e   t o   fo rm   e n v iro n m e n tally   sa fe ,   n o n - t o x ic,  h ig h   b io d e g ra d a b i li ty   a n d   l o w - c o st   wa ter - b a se d   d ril li n g   fl u id   sa m p les   with   v a ry in g   t h e   a m o u n o sta rc h .   E x p e rime n tal  re su lt sh o we d   th a Ef ficie n c y   o f   sta rc h   o b tai n e d   fro m   w h e a t - flo u is  sh o win g   in c re m e n i n   r h e o lo g ica p ro p e rti e a c o m p a re   to   sta rc h   p re se n in   m a rk e b y   u sin g   sa m e   a n d   v a ry i n g   q u a n t it y   o b o th   a n d   o b se rv e d   t h a wh e a t - flo u sta rc h   is  m o re   e fficie n a c o m p a re   to   sta rc h   in   m a rk e t.   On   th e   o th e h a n d ,   t h e   e fficie n c y   o sta rc h   is   g o o d   b u it   h a b e e n   a ls o   imp r o v e d   b y   th e   e x trac ti o n   o sta rc h   fro m   wh e a t - flo u b y   th e   c e n tr ifu g a ti o n   p r o c e ss .   K ey w o r d s :   Dr illi n g   f lu id   Fil tr atio n   co n tr o l   Flu id   lo s s   R h eo lo g ical  p r o p er ties   W h ea t f lo u r   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R ah ee l I q b al,     I n s titu te  o f   Petr o leu m   &   Natu r al  Gas E n g in ee r in g ,   Me h r an   Un iv e r s ity   o f   E n g in ee r in g   &   T ec h n o l o g y ,     I n d u s   Hwy ,   J am s h o r o ,   Sin d h   7 6 0 6 2 ,   Pak is tan .   E m ail: 1 5 PG4 6 @ s tu d en ts . m u et. ed u . p k   |   r ah ee lar ain 6 6 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h Dr illi n g   f lu id   h as  th o b l ig ato r y   p r o p er ties   lik ca r r y i n g   o u r o c k   cu ttin g   to war d s   th s u r f ac e,   clea n in g   &   c o o lin g   th b it,   d e cr ea s in g   r esis tiv f o r ce s ,   s tab i lizin g   wellb o r &   to   p r ev en t f lu id s   th at  f lo f r o m   p o r es  in to   t h b o r eh o le.   T h v ar io u s   m eth o d s   f o r   d esig n in g   s u itab le  d r illi n g   m u d s   ar d ev elo p ed   f o r   a v o id in g   co m p lex ity   o f   p r o b lem s   en co u n ter ed   d u r i n g   d r illi n g   o p er atio n .   Sin ce   th in itial  o p er atio n s   th at  wer ex ec u ted   in   USA  ( wh ich   co n s is o f   cl ay s   an d   wate r   f o r   u s e)   to   c o m p licated   b len d s   o f   d is t in ct  p ar ticu lar   n atu r al   & ar tific ial  m ater ials   wh ich   ar cu r r en tly   u s ed .   T h d r illi n g   m u d   s h o u ld   b u s er   f r ien d ly ,   co s ef f ec tiv an d   ec o n o m ically   v iab le.   T h er ef o r e,   d r illi n g   m u d s   ar b asically   f o r m u lated   to   d ec r ea s th e   ef f ec o f   d am ag e   an d   to   en s u r th p o s s ib ilit y   an d   e co n o m ically   v ia b ilit y   o f   r o tar y   d r illi n g   in   h y d r o ca r b o n   c o n tain in g   f o r m atio n s .     T h f ilter   ca k es  wh ich   ar e   f o r m ed   a f ter   th e   in tr u s io n   o f   d r illi n g   m u d   in   th p o r e   s p a ce   o f   p ay   z o n a r co m p r ess ib le  an d   th e y   c o n tai n   v a r iab le  p o r o s ity   an d   p e r m e ab ilit y   ch ar ac ter is tics ,   with   l o v o i d   s p ac es  at     th f ilter   ch an n el  s u r f ac an d   m ax im u m   v o id   s p ac es  o n   ca k s u r f ac e   [ 1 ] .   I n   o r d er   to   r e d u ce   f iltra te  in v asio n ,   f lu id   lo s s   ad d itiv es  s u ch   as  o r g an ic  p o l y m er s   ar u s ed   wh ic h   p r o h ib it  wate r   in v asio n   in to   f o r m atio n .   Du r i n g     th f o r m u latio n   o f   m u d   in   a d d itio n   to   m icr o s co p ic  s tr u ctu r an d   co m p o s itio n   o f   f ilter   ca k r elate d   to   it  an d   th in f o r m atio n   o f   t h ch ar ac t er is tics   o f   f iltra tio n ,   ar o f   m a in   im p o r tan ce   [ 2 ] .   D u r in g   d r illi n g   an d   c o m p letio n   v ar y in g   d r illi n g   m u d s   in   th e   b o r e - h o le   ar u s ed .   T h m o s s i g n if ican f ac t o r   f o r   t h in cr ea s in g   th p r o d u ctio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   9 ,   No .   4 Dec em b e r   2 0 2 0 :   2 5 5     26 0   256   is   th p h y s ical  an d   ch em ical   c o m p atib ilit y   o f   th m u d   with   th r eser v o ir   r o c k .   B y   th e   f o r m atio n   d am a g th ese   m u d s   ca n   r e d u ce   th p r o d u cti v ity   o f   th well  b y   in v asio n .   C o n s eq u en tly ,   th o s ad d itiv es  a r u s ed   i.e .   C aCO 3 ,   wh ich   ca n   r ed u ce   th c h an ce s   o f   th ese  d am ag es in   t h f o r m a tio n s   b y   f o r m in g   a   f ilter   ca k o f   lo p er m ea b ilit y   ( o p tim u m   th ick n ess )   th at   r ed u ce s   f u r th e r   in v asio n   o f   s o lid s   an d   f iltra te  in   th e   p o r s p ac es  o f   r o ck .   Af te r   d r illi n g   th ese  ca k es a r wash e d   b y   f o r   m a x im izin g   t h f lo i n   th wellb o r [ 3 ].   Flu id   lo s s   an d   v is co s ity   o f   m u d   ar e   th e   im p o r tan f ac t o r s   wh ich   m u s b in v esti g ated   t h r o u g h o u   th d r illi n g   o f   well.   Fo r   th at  m u d   is   tr ea te d   with   s ev er al  ty p es  o f   ad d itiv es  i.e .   d if f er en p o l y m er s   an d   ch em icals,  to   ac h iev th r e q u ir em en ts   im p o r ta n f o r   t h p ar ticu lar   well  s u ch   a s   r h eo lo g y ,   co n tr o o f   f l u id   lo s s ,   an d   weig h o f   m u d   etc.   Star ch   an d   ca lcite  ar th m o s im p o r tan m ater ials   u s ed   to   co n tr o f lu id   lo s s   an d   to   in cr ea s th weig h o f   m u d   b y   f o r m in g   m u d   ca k r esp ec ti v ely   [ 4 ].       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   2 . 1 .   Drilling   f lui prepa ra t io n a n d pro pert ies   Few  o f   th ad d itiv es a lo n g   wit h   B ar ite  B a SO 4   an d   C alcite  C aCO 3   ar m o s t   co m m o n ly   u s e d   in   wate r - b ased   d r illi n g   m u d .   Ma in ly   th r ee   m ain   f ac to r s   wh ich   in f l u en ce d   th p er f o r m a n ce   o f   d r illi n g   f lu id   ar i.e . ,   d en s ity ,   v is co s ity   an d   f iltra tio n   o f   d r il lin g   f lu id .   T h er e f o r e,   m o r e   co n s id er atio n   f o r   t h ese  f ac to r s   d u r in g   ex p er im en tal  wo r k   f o r   th p r e p ar atio n   o f   wate r - b ased   f lu id   s am p les s h o u ld   b e   p aid   [ 4 ].   T h f lu id   s am p les  p r ep ar atio n   at  lab o r ato r y   s ca le  is   o b tain ed   b y   th ap p ly in g   th is   m eth o d o lo g y   th at   an y   m ater ial   o f   1   g   ad d ed   to   a   3 5 0   m la b o r ato r y   b ar r el  at   th s tan d ar d   lev el,   th at   is   r elev a n to   a d d itio n   o f   1   p o u n d   o f   m ater ial  to   f l u id   o f   1   b ar r el.   T h is   s tu d y   is   i n v o lv e d   th e   p r ep ar atio n   o f   f o u r   wate r - b ase d   d r illi n g   f l u id   s am p les  wh ic h   co n tain   B en to n i te  as  f il tr atio n   co n tr o ller   an d   v is co s if ier ,   f o r   p co n tr o ca u s tic  s o d is   u s ed ,   a n d   b ar ite  is   u s ed   as     weig h tin g   ag en t.   Alo n g   with   th em   s o d ash   an d   Xan th a n   g u m   ar e   also   u s ed   as  h ar d n ess   an d   r h eo l o g y   co n tr o m ate r ials   r esp ec tiv ely .   T h c o m p o s itio n   o f   all  th ese  ad d itiv es  is   co n s tan f o r   all  p r ep a r ed   s am p les   ex ce p t star ch .   T h en   th e   m o s im p o r tan is   th co n ce n tr atio n   o f   s tar ch   as  f iltra tio n   co n tr o ag e n is   u s ed   to   p r e p ar e   s am p les  o f   d en s ities   o f   1 0 . 5   PP G.   On o f   th e   s am p les  lab eled   as  s am p le   n o . 1   i s   b ased   o n   p u r e   s tar ch   an d     th r est  o f   th th r ee   s am p le s   ar b ased   o n   s tar ch   ex tr ac ted   f r o m   wh ea t - f lo u r   with   v ar y in g   am o u n as     th co m p o s itio n s   o f   p r e p ar ed   s am p les s h o wn   in   T ab le  1 .       T ab le  1 .   Dr illi n g   m u d   s am p les   co m p o s itio n   P r o d u c t   P e r   l a b   b a r r e l   ( 3 5 0   m l )   S a mp l e   n u mb e r   1   2   3   4   W a t e r   ( m l )   3 2 5 . 5   3 2 5 . 5   3 2 5 . 5   3 2 5 . 5   B e n t o n i t e   ( g )   2 4 . 5   2 4 . 5   2 4 . 5   2 4 . 5   B a r i t e   ( g )   1 0 1   1 0 1   1 0 1   1 0 1   CaCO 3   -   -   -   -   S t a r c h   ( p u r e )   ( g )   0 . 4 0   -   -   -   S t a r c h   ( W h e a t - F l o u r )   ( g )   -   0 . 4 0   0 . 3 5   0 . 4 5   C a u st i c   S o d a   ( g )   0 . 2 0   0 . 2 0   0 . 2 0   0 . 2 0   S o d a   A s h   ( g )   0 . 2 5   0 . 2 5   0 . 2 5   0 . 2 5   X a n t h a n   G u m ( g )   1 . 0 0   1 . 0 0   1 . 0 0   1 . 0 0       2 . 2 .   Densi t y   o f   m ud   Den s ity   o f   t h m u d   is   th m ain   p a r am eter   t o   co n s id er   d u r in g   s tu d y   an d   b e f o r e   th e   d r illi n g   p r o ce s s   as   it d ir ec tly   af f ec ts   th p r o p er tie s   o f   f ilter   ca k i.e .   d am ag e   to   t h f o r m atio n   an d   f iltra te  lo s s .   An   ap p ar atu s   n am ed   as m u d   b alan ce   is   u s ed   to   ch o o s s u ch   weig h t o f   m u d   in   p p g   th at  ca u s ce r am ic   d is k   to   less   d am ag e.   T h m o s co m m o n   ad d itiv to   in cr ea s th weig h o f   m u d   in   p r o d u cti o n   zo n es  is   m o s tly   ca lci te  ( C aCO 3 )   an d   b ar ite  ( B aSO 4 )   to   less   ex ten t u s ed   in   d r illi n g   f lu id s   in   h y d r o ca r b o n   i n d u s tr ies [ 5 ].   Fo u r   d r illi n g   m u d   s am p les  b y   f o r m u latin g   b o th   s tar ch es   ar p r e p ar ed   i n   th is   s tu d y   to   ac h iev e     th d en s ity   r an g e   o f   1 0 . 5   p p g .   T h am o u n u s f o r   th f o r m u l atio n   o f   p u r s tar ch - b ased   s am p le  is   0 . 4 0   g ,   an d   th am o u n t f o r   th f o r m u latio n   o f   wh ea t - f lo u r   b ased   s am p le s   r an g es f r o m   0 . 3 5     0 . 4 5   g .     2 . 3 .   Drilling   f lui d r heo lo g ica l pro pert ies    T h f lo o f   m atter   o r   th f l u id s   d ef o r m atio n   is   in v o lv ed   i n   th s tu d y   o f   r h eo lo g y .   T h i m p o r tan ce   o f   r h eo lo g y   is   ac k n o wled g ed   d u r in g   th f lu i d   f lo ( v elo city   p r o f iles )   an aly s is ,   v is co s ities   o f   f lu id s   ( ap p ar en t,   p last ic,   an d   m ar s h   f u n n el  v i s co s ities ) ,   clea n in g   th an n u l ar   b o r e h o le  an d   th lo s s es  o f   f r ictio n   p r ess u r e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 1 4       A n   ex p erimen ta l stu d o n   p erf o r ma ce   o f sta r ch   ex tr a cted   fr o w h ea t flo u r   a s   filt r a tio n …  ( R a h ee l I q b a l )   257   T h b asis   f o r   all   th e   in v esti g atio n s   in clu d i n g   h y d r au lics   o f   wellb o r a n d   t o   ev al u ate  th m u d   s y s te m   f u n ctio n ality   is   th r h eo lo g ic al  p r o p er ties .   Gel  s tr en g th   an d   y ield   p o in ts   o f   th e   f lu id s   a r also   in clu d ed   in   r h eo lo g ical  p r o p e r ties .   Mu d   r h eo lo g ical  p r o p er ties   i.e .   Gel,   v is co s ities ,   y ield   p o in t,  an d   d e n s ity   ar e   co n tin u o u s ly   test ed   th r o u g h o u th o p er atio n   o f   d r illi n g   a   we ll.  Mu d   r h e o lo g ical  p r o p e r ties   ar v er y   cr itical  to   m ain tain   an d   co n tr o d u r in g   t h f ailu r e   d u e   to   r esu lt  in   tim e,   f in an cial  l o s s ,   an d   i n   ex ce s s iv ca s es,   th r esu lt  is   in   th ab an d o n m e n o f   th e   well.   Fil tr atio n ,   p H,   ch em ica an aly s is   ( alk alin ity   an d   lim co n ten t,  c h lo r id e,   ca lciu m ,   etc. ) ,   a n d   r esis tiv ity   ap ar t f r o m   r h e o lo g y   ar also   test ed   th r o u g h o u t th d r illi n g   o f   well  [ 6 ].   I n   d r illi n g   f lu i d   lab o r at o r ies  as  well  a s   o n   r ig   s ite,   r o tatio n al  v is co m eter   is   f r eq u en t ly   u s ed   to   m ea s u r th r h e o lo g ical  p r o p e r ties   o f   m u d .   T h r ea d i n g s   ar e   tak en   o n   6 0 0 ,   3 0 0 ,   2 0 0 ,   1 0 0 ,   6 0 ,   3 0   an d   6   r p m   ( r o tatio n   p er   m i n u te) .   L ater   th ese  r ea d in g s   ar p lo tted   o n   ch ar o f   s h ea r   s tr ess   an d   s h ea r   r ate  wh ich   ar u s ed   to   d eter m in v is co s ity   an d   ap p r o p r iate  v is co s ity   m o d el.   R o tatio n al  v is co m eter   also   p r o v id es  th e   in f o r m atio n   a b o u o th e r   r h eo lo g ical  p r o p er ti es,  wh ich   in clu d ap p ar e n t,  p last ic,   an d   ef f ec tiv v is co s ities   ( µa ,   µp ,   a n d   µe ) ,   g el  s tr en g th   ( Gel)   an d   y ield   p o in ( YP )   as   s h o wn   in   T ab le  2 .       T ab le  2 .   R h eo lo g ical  p r o p er tie s   o f   m u d   s am p le   S a mp l e   N u m b e r   1   2   3   4   P l a st i c   V i sc o s i t y   ( c p )   18   25   27   2 4 . 5   A p p a r e n t   V i sc o si t y   ( c p )   3 2 . 7 5   40   3 7 . 5   42   Y i e l d   P o i n t   ( I b / 1 0 0   f t 2 )   2 9 . 5   30   21   35   G e l   S t r e n g t h   @   1 0   m i n   ( I b / 1 0 0   f t 2 )   15   1 7 . 3   1 5 . 5 0   1 9 . 2 5   Ø 600   6 5 . 5   80   75   84   Ø 300   4 7 . 5   55   48   5 9 . 5   Ø 200   40   46   4 0 . 5 0   5 0 . 2 5   Ø 100   31   3 5 . 5   32   39   Ø 60   27   30   2 7 . 5 0   34   Ø 30   23   25   2 3 . 5 0   27   Ø 6   17   19   17   20       Giv en   eq u atio n s   ar u tili ze d   f o r   th ese  p u r p o s es:     Ap p ar en t V is co s ity   ( µ a ) ,   ( c p )   6 0 0 2   ( 1 )     Plas tic  Vi s co s ity   ( µ p ) ,   ( cp )   6 00     ø 300   ( 2 )     E f f ec tiv Vis co s ity   ( µ e ) ,   ( cp )   300       ( 3 )     Yield   Po in t ( Yp ) ,   ( l b /1 0 0   f t 2 )   3 0 0   −  µ   ( 4 )     Sh ea r   Stre s s   ( τ ) ,   ( lb /1 0 0   f t 2 )   1 . 0 6 5   *   Ø   ( 5 )     Sh ea r   R ate  ( ɣ ) ,   s ec - 1   =   1 . 7 0 2 3   *   ω   ( 6 )     W h er e,   Ø  in d icate s   th r ea d in g   o f   d ial,   lb /1 0 0   f t2   a n d   ω   in d i ca tes r o tatio n   o f   r o to r   s p ee d ,   r p m .       2 . 4 .   B ing ha m   pla s t ic  f lui d   T o   id en tif y   th e   p r o p er ties   r el ated   to   f l o f o r   th e   d if f e r en t   m u d   ty p es  B in g h a m   p last ic  m o d el   is     b asic  two - p ar am eter   m o d el   u s ed   in   d r illi n g   in d u s tr y   wid el y .   I is   k n o wn   to   as  m o s co m m o n   m o d el  f o r   f l u id   to   esti m ate  th n o n - New to n ia n   f lu id s   r h e o lo g y .   Sh ea r   s tr ess   is   s tr aig h t - lin e   f u n ctio n   o f   s h ea r   r ate  wh ich   is   th b asic  s u p p o s itio n   o f   th is   m o d el .   Yield   p o in t o r   also   n am e d   as  th r esh o ld   s tr ess   is   th p o i n wh er e   s h ea r   r ate   is   ze r o .   B y   th r ed u ctio n   in   co llo id al  s o lid s   p last ic  v is co s ity   ( PV)   is   ac h iev ed   b est  an d   as  l o as  p o s s ib le  f o r   d r illi n g   f ast.   W h ile,   to   ca r r y   cu ttin g s   o u t   o f   th h o le,   y ield   p o in t   ( YP)   s h o u ld   b e   h ig h   en o u g h ,   b u n o as  m u ch   th at  p r ess u r o f   p u m p   wo u ld   b u n wan ted   w h en   f lo o f   m u d   in itiated .   On   th b eh alf   o f   tr ea tm en f o r   m u d   ad ju s tm en ts   in   YP  is   d o n e.   Fo r   th b o th   lo a n d   h ig h   s h ea r   r ates  r an g e   B in g h am   p last ic  m o d el  h av e   its   o w n   lim itatio n s .   T h p h y s ical/so lid   r ea s o n   b e h in d   th is   b e h av io u r   is   th at   th e   liq u id   g en e r ally   co n tain s   p ar ticles   ( clay )   o r   lar g m o lecu les  ( p o l y m er s )   wh ich   g e n er ally   h a v s o m k in d   o f   i n ter ac tio n ,   wh i le  cr ea tin g   wea k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   9 ,   No .   4 Dec em b e r   2 0 2 0 :   2 5 5     26 0   258   s o lid   s tr u ctu r e,   f o r m er ly   k n o wn   as  f al s e   b o d y ,   an d   at  th at  p o in ce r tain   am o u n o f   s tr ess   is   r eq u ir ed   to   b r ea k   th is   s tr u ctu r e .   Un d e r   v is co u s   f o r ce s   th p a r ticles  ten d   to   m o v as  th e   o n ce   t h at   s tr u ctu r h as  b ee n   b r o k e n .   Ag ain ,   th p a r ticles ar lin k ed ,   b y   r em o v in g   th at  s tr e s s   [ 7 ].   T h o s r esu lts   wh ich   ar ac ce p tab le  f o r   d r illi n g   m u d   d ia g n o s is   ar p r o d u ce d   b y   B in g h am   p last ic   m o d el.   B u t,   f o r   h y d r a u lic  ca lc u latio n s   its   ac cu r ac y   is   n o t   th at  m u ch .   B in g h a m   b o d y   d o esn b eg in   to   f lo u n til  s h ea r in g   s tr ess ,   co r r esp o n d in g   to   th e   y ield   v al u e,   is   e x ce ed ed .   T h r esu lts   f o r   B in g h am   Plas tic  Mo d el  ar o b tain e d   b y   p lo ttin g   g r ap h   b etwe en   s h ea r   s tr ess   an d   s h ea r   r ate  as  s h o w n   in   Fig u r e   1 ,   wh ich   ar e   ca lcu lated   b y   u s in g   t h s h ea r   s tr ess   an d   s h ea r   r ate  ( 5 )   an d   ( 6 ) .           Fig u r 1 .   B in g h a m   p last ic  m o d el  o f   s am p les       2 . 5 .   Drilling   f lui ph   det er m ina t io n   T h im p o r ta n ce   o f   p is   clea r ed   b y   k n o win g   th is   th at  it  af f e cts  th s o lu b ilit y   o f   th o r g a n i th in n er s ,   co n tam in an r em o v al,   co r r o s io n   m itig atio n   an d   th d is p er s io n   o f   clay s   p r esen ts   in   th m u d .   Fo r   h y d r o g e n   io n   co n ce n tr atio n   r ep r esen tatio n   o f   m u d   th v ital  r o le  is   p lay e d   b y   p H.   p is   m o s tly   u s ed   to   ex p r ess   th d r illi n g   f lu id   esp ec ially   wate r -   b ased   m u d   ac id ity   o r   alk alin ity .   Gen er ally ,   n u m e r ical  v alu r a n g es  f r o m   0     1 4   a r e   u s ed   f o r   th r e p r esen tatio n   o f   p o f   a n y   f l u id   wh ich   in d icat es  th at  th h y d r o g en   co n ce n tr atio n   in   th e   f lu id   is   an   in v er s m ea s u r e m en t [ 4 ].     p is   ex p r ess ed   b y   th e   eq u atio n   g iv en   f o llo w :     p -   lo g 1 0 [ H]   ( 7 )     W h er e,   is   th h y d r o g en   io n   co n ce n tr atio n   in   m o l.   T h p v alu d ec r ea s es  ac co r d in g   t o   th f o r m u lae  as   th ac id ity   o f   th f lu id   in cr ea s es  b y     th ad d itio n   o f   m o r h y d r o g e n   ato m s .   Gen er ally ,   p o f   th f lu id   is   co n s id er ed   at  7 .   A b o v th r ea d in g   7   in d icate s   th alk alin p o f   an y   o f   th f lu id .   An d   th p b e lo 7   r ef er r ed   to   ac id ic  p H.   I n   d r i llin g   m u d   th e r e   ar m ain   th r ee   ch em ical  co m p o n en ts   in v o lv ed   w h ich   ar ( OH - )   h y d r o x y io n s ,   ca r b o n at io n s   ( C O 3 - 2 )   an d   alk alin ity   o f   d r illi n g   m u d   in cl u d in g   ( HC O - )   b icar b o n ates io n s   [ 8 ] .   T h ac id ity   r ed u ce d   b y   io n s   ar r ep r esen ted   a n d   k n o w n   as  th alk alin ity .   So   f o r   th b etter   m ea s u r em en o f   p H,   it  is   o b s er v ed   th at  p m eter   is   m o s tly   u s ed   r ath er   th an   th u s o f   p p ap er   b ec au s e     o f   th at  p m eter   m ea s u r ed   th ac cu r ate  f ig u r es  v alu es.   Ho we v er ,   it  is   en s u r ed   th at  th p m eter   is     ca lib r ated   ac cu r ately .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O NS    3 . 1 .   Cha ra ct er is t ics o f   drilli ng   f lui ds   Ach iev ed   d r illi n g   f l u id   s am p l es  d en s ities   o f   f o u r   s am p les  o f   b o th   s tar ch s   b ased   ar 1 0 . 5   PP a s   s h o wn   in   Fig u r e   2 .   Pre p ar e d   f o u r   s am p les  o f   m u d   with   r h e o lo g ical  p r o p er ties   wh ic h   ar e   o b tain ed   in   th is   s tu d y   b ased   o n   d if f er e n t f iltra tio n   c o n tr o ller s   ar s h o wn   i n   T ab le  2 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 1 4       A n   ex p erimen ta l stu d o n   p erf o r ma ce   o f sta r ch   ex tr a cted   fr o w h ea t flo u r   a s   filt r a tio n …  ( R a h ee l I q b a l )   259       Fig u r 2 .   Am o u n o f   s tar ch   v s   d en s ities       Af ter   an   ac c u r ate  lo o k   to   th m ea s u r ed   v alu es  o f   p r e p ar ed   s am p les,  th o b s er v atio n s   ar th at     th p r e p ar ed   d r illi n g   f lu i d   s a m p les  r h eo l o g ical  p r o p e r ties   b ased   o n   d if f er en t   f iltra tio n   co n tr o a g en ts   ar e   s h o win g   th e   v a r iatio n   i n   o b ta in ed   r esu lts   s u ch   as  p last ic  v i s co s ity ,   ap p ar e n v is co s ity ,   y i eld   p o i n t,  a n d   g el   s tr en g th   o f   all   s am p les  ar e   d if f er en t.  B u t   it  is   o b s er v ed   th at   s am p le  n o . 2   with   am o u n o f   0 . 4 0   g   o f   s tar ch   f r o m   wh ea t -   f lo u r   w h en   co m p ar e d   with   th s am p le  n o .   1   with   a m o u n o f   0 . 4 0   g   o f   p u r s tar ch ,   all  th o b tain e d   r esu lts   o f   wh ea t - f lo u r   b ased   s tar ch   s am p le  is   s h o win g   b etter   ap p ar en an d   p last ic  v is co s it ies  in clu d in g   g o o d   y ield   p o in t a n d   g el  s tr en g th   as  s h o wn   in   T ab le  2 .     3 . 2 .   B ing ha m   pla s t ic  m o del   I is   d is cu s s ed   th at  f lu id s   wh ich   ar n o n - New to n ia n   ex h ib it  r elatio n s h ip   b etwe en   th s h ea r   r ate  an d   s h ea r   s tr ess   m ea s u r ed   f o r   th f o r m u lated   s am p les as sh o wn   i n   Fig u r e   1.   Acc o r d in g   t o   th g r a p h s   wh ic h   ar p lo tted   f o r   f o u r   wate r -   b ased   d r illi n g   f lu id   s am p les  r e p r esen tin g   th at  th f lu id   s am p les  o f   1 0 . 5   p p g   ar s h o win g   alm o s v a r y in g   tr e n d   ex ce p s am p le  n o . 1   an d   s am p le  n o .   wh ich   ar s am at  s o m ex te n t a n d   th e n   v ar iatio n   o cc u r r ed   al s o   b etwe en   th em   as sh o wn   i n   Fig u r 1 .   g en er al  tr en d   lin is   d r awn   f o r   th e   B in g h am   p last ic  f lu id   an d   it  is   o b s er v ed   th at  th tw o   d if f er en t   f iltra tio n   co n tr o f lu i d   s am p les  ex h ib it  m u ch   h ig h er   s h ea r   s tr ess   an d   y ield   p o in o f   3 5   I b / 1 0 0   f t2   is   o b tain ed   as  lin cu ttin g   th v er tical  ax is   as  s h o wn   in   Fig u r e   1.   Fo r   wh ea f lo u r   s tar ch - b ased   s am p le  n o .   4   a n d   it  is     also   d is cu s s ed   in   T ab le  2   as  co m p ar to   t h p u r s tar ch - b ased   s am p le  n o .   1   an d   o th er   s am p les  o f     wh ea t - f lo u r   s tar ch .     3 . 3 .   pH   det er m ina t io n   p o f   th p r ep ar e d   s am p le  is   d eter m in ed   b y   u s in g   p m eter   an d   th o b tain ed   r es u lts   ar lis ted   a s   s h o wn   in   Fig u r e   3 .   I f   a   co m p ar is o n   is   g en er ated   b etwe en   b o th   s tar ch - b ased   s am p les  wh ich   in clu d p u r e   s tar ch   an d   s tar ch   f r o m   wh ea t - f lo u r ,   it  is   o b s er v ed   th at  th er is   d if f er en ce   b etwe en   p o f   all  s am p les.  B u it   is   also   o b s er v ed   th at  th s am p le  n o . 1   wh ich   c o n tain s   p u r s ta r ch   with   am o u n o f   0 . 4 0   g   is   s h o win g   p v alu e   alm o s s im ilar   to   th e   s am p le   n o .   3   with   am o u n o f   0 . 3 5   wh ich   is   b ased   o n   wh ea t - f lo u r   s tar ch   as  s h o wn     in   Fig u r e .   3 .             Fig u r 1 .   p o f   m u d   s am p les   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   9 ,   No .   4 Dec em b e r   2 0 2 0 :   2 5 5     26 0   260   T h o u g h ,   it  is   also   o b s er v ed   t h at  wh ea t - f lo u r   s tar ch   is   ef f ic ien in   p s tu d y ,   b ec au s o f   th r ea s o n   th at  s am p le  n o . 1   c o n tain s   am o u n o f   s tar ch   0 . 4 0   g   an d   p v alu 9 . 2 5 ,   a n d   at   th s am e   tim s am p le  n o . 3   co n tain   am o u n t o f   s tar ch   0 . 3 5   g   an d   p v alu 9 . 2 7 .       4.   CO NCLU SI O N   As  th is   s tu d y   is   r elate d   t h in v esti g atio n   ab o u t   th e f f ec a n d   ef f icien cy   o f   s tar ch   d er iv e d   f r o m   wh ea t   f lo u r   t o   p r ep ar e   th s am p les  o f   wate r - b ased   d r illi n g   f lu i d   a n d   co m p ar e   th eir   r esu lts   with   th s am p les  wh ich   ar p r ep ar e d   b y   u s in g   s am co m p o s itio n   o f   s tar ch   p r esen in   m ar k et  an d   u s ed   in   in d u s tr y .   On   th b asis   o f   lab o r ato r y   m ea s u r em e n ts   an aly s is   an d   in ter p r etatio n ,   th m a in   co n clu d ed   an d   r ec o m m en d e d   p o in ts   ar lis ted :     Mu d   weig h o f   1 0 . 5   lb /g al  wh ich   is   o p tim u m   f o r   th well  was  s elec ted   am o n g   th f iv p r ep ar e d   m u d   d en s ities ,   co n s id er in g   th at   it  ca n   s u s tain   th f o r m atio n   p r ess u r e.   B y   u s in g   an o th e r   m u d   weig h t     th f o r m atio n   s tar ts   to   cr ea te  f r ac tu r es in   th well  b y   th ef f e ct  o f   m u d   weig h t d e n s ity .       E f f icien cy   o f   s tar ch   o b tain e d   f r o m   wh ea t - f lo u r   is   s h o win g   in cr em en in   r h eo lo g ical  p r o p er ties   as   co m p ar e   to   s tar ch   p r esen in   m ar k et   b y   u s in g   s am e   an d   v ar y in g   q u an tity   o f   b o t h   a n d   o b s er v e d   t h at   wh ea t - f lo u r   s tar ch   is   m o r ef f icien t a s   co m p ar to   s tar ch   in   m ar k et.       On   th o th er   h an d ,   th e   ef f ici en cy   o f   s t ar ch   is   g o o d   b u it   will  b also   im p r o v e d   b y   th e   ex tr ac tio n   o f   s tar ch   f r o m   wh e at - f lo u r   b y   th e   ce n tr if u g atio n   p r o ce s s .       I is   also   co n clu d ed   th at   less   th a m o u n o f   wh ea t   f lo u r   s tar ch   in   d r illi n g   f lu id   th en   h ig h er   will  b e     th p v alu e.         ACK NO WL E DG E M E NT S   W wo u ld   lik t o   ac k n o wled g in s titu te  o f   Petr o leu m   &   N atu r al  Gas  E n g i n ee r in g   o f   Me h r an   UE T   J am s h o r o   f o r   th eir   in c r ed ib le  s u p p o r t in   o u r   r esear ch .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Kh aled   J .   Hass ib &   Ma h m o o d   Am a n i,   T h e   e f f ec o f   s alin ity   o n   t h r h eo lo g ical  p r o p er ties   o f   wate r - b ased   m u d   u n d er   h ig h   p r ess u r es  an d   h ig h   tem p er atu r es  f o r   d r illi n g   o f f s h o r an d   d ee p   wells ,   E a r th   S cien ce   R esea r ch ,   v o l.  2 ,   n o .   1 ,   2 0 1 3 .   [2 ]   Kh a led   El sh re e &   Are Las h in , In v e stig a ti o n   o f   m u d   d e n sit y   a n d   we ig h ti n g   m a teria ls  e ffe c o n   d r il li n g   flu id   f il ter   c a k e   p ro p e rti e s a n d   f o rm a ti o n   d a m a g e , J o u rn a o Af ric a n   Ea rt h   S c ien c e s ,   F e b   2 0 1 6 .   [3 ]   Pra s en jit  T alu k d ar   an d   Su b r ata  B o r g o h ain   Go g o i,  Use  o f   C alciu m   C ar b o n ate  as  b r id g in g   an d   weig h tin g   ag e n in   th n o n - d am ag in g   d r illi n g   f lu id   f o r   s o m o ilfie ld s   o f   Up p er   Ass am   B a s in ,”   I n tern a tio n a l   J o u r n a o f Cu r r en R esear ch ,   v o l.  7 ,   n o .   0 8 ,   p p . 1 8 9 6 4 - 1 8 9 8 1 ,   A u g 2 0 1 5 .   [4 ]   Hu d s o n ,   T .   &   C o f f ey ,   M.   “Flu id   lo s s   co n tr o th r o u g h   th u s e   o f   liq u id   th ick en ed   co m p letio n   an d   wo r k   o v er   b r in e ,”   J o u r n a l   o P etro leu Tech n o lo g y ,   v o l.   3 5 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 7 7 6 - 1 7 8 2 ,   1 9 8 3 .   [5 ]   Ma jid   Sajjad ian ,   E h s an   E s m a eil  p o u r   Mo tlag h ,   Ali  Ak b ar   Day a,   L ab o r ato r y   in v esti g atio n   to   u s lo s t   cir cu latio n   m ater ial  i n   wate r   b ase  d r illi n g   f lu i d   as  lo s cir c u latio n   p ills ,   I n tern a tio n a J o u r n a o Min in g   S cien ce   ( I JMS ) ,   v o 2 ,   n o .   1 ,   p p .   3 3 - 3 8 ,   2 0 1 6 .   [6 ]   Ned iljk Gau r in a - Me d im u r ec ,   L ab o r ato r y   E v alu atio n   o f   C alciu m   C ar b o n ate  p ar ticle  s ize  s elec tio n   f o r   d r ill - in   f lu i d s ,   R u d a r s ko - g c o l o fko - n a ftn iz b o mik ,   v o l.  1 4 ,   n o .   1 4 ,   2 0 0 2 .   [7 ]   Ay d in   Od   ab asi,  “An   ex p e r im en tal  s tu d y   o f   p ar ticle  s ize  an d   co n ce n tr atio n   ef f ec ts   o f   C alciu m   C ar b o n ate  o n   R h eo l o g ical  a n d   Fil tr atio n   p r o p er ties   o f   d r ill - in   f lu id s ,”   In   p a r tia fu lf illmen o th e   r eq u ir eme n ts   fo r   th d eg r ee   o Ma s ter  o S cien ce   i n   P etro leu a n d   N a tu r a Ga s   E n g in ee r in g   Dep a r tmen t Mid d le  E a s t Tec h n ica l U n ivers ity ,   Ma y   2 0 1 5 .   [8 ]   Sam av ati  R . ,   Ab d u llah   N. ,   T ah m asb No wtar k K. ,   Hu s s ain   S.  A. ,   an d   Awa n g   B iak   D.   R . ,   “Rh eo lo g ical   an d   f lu id   lo s s   p r o p e r ties   o f   wa ter - b ased   d r illi n g   m u d   co n tain in g   h cl - m o d if ied   f u f u   as  f lu i d   lo s s   co n tr o l   ag en t,”   I n tern a tio n a l J o u r n a o f Ch emic a lEn g in ee r in g   a n d   A p p lica tio n s ,   v o l.  5 ,   n o .   6 ,   De 2 0 1 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.