EJERCICIOS RESUELTO DE BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE

1. BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE (BES)
UNIV. LUIS MARCELO ESPINDOLA N. Página 1
PRACTICO # 1
Tubería de revestimiento 9 5/8” 47 lb/ft. @ 5853 ft.
Liner 7” *26 lb/ft. @ 9150 ft.
Profundidad del pozo 10601 ft.
Tubería de producción 3 ½” EUE 8RD
Profundidad de asentamiento de
bomba
8358 ft.
Producción actual 750 BFPD
Presión estática de fondo 3275 LPC. @ 10601 ft.
Presión de fondo fluyente 2755 LPC. @v750 BFPD.
Producción deseada 1080 BFPD.
Corte de agua 65.3 %
Índice de productividad 1.25 BFPD/Psi.
Presión de cabeza de pozo 120 Psi.
RGP producido 530 PCS/BF.
Temperatura de fondo 220 F.
Condiciones de flujo
SG agua 1.085
Corte de petroleo 34.7 %
API 33
SG gas 0.7
Presión de burbuja 1880 Psi.
Fuente de energía eléctrica
Voltaje primario 12470 Volt.
Frecuencia 60 Hz.
APLICACIÓN DEL METODO DE LOS 10 PASOS (LAT)
1. Datos básicos.
Suministrados por el cliente en formato “Data sheet”
2. Capacidad productiva del pozo.
Ip= 1.25 BFPD/Psi.
 Determinación de la nueva Pwf con la producción deseada.
𝑃𝑤𝑓 = 𝑃𝑒𝑠𝑡𝑎𝑡𝑖𝑐𝑎 −
𝑄
𝐽
𝑃𝑤𝑓 = 3275 −
1080
1.25
𝑃𝑤𝑓 = 2411 𝑃𝑠𝑖.

2. BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE (BES)
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 Determinación de la densidad de la mezcla.
𝜌𝑚 = 𝑆𝐺𝑜 ∗ %
𝑜
100
+ 𝑆𝐺𝑤 ∗ %
𝑤
100
𝜌𝑚 =
141.5
131.5 + 33
∗
34.7
100
+ 1.085 ∗
65.3
100
𝜌𝑚 = 1.006
 Determinación de la densidad de la mezcla corregida.
𝛾𝑚 = 1.006 ∗ 0.433
𝑃𝑠𝑖
𝑓𝑡
𝛾𝑚 = 0.436
𝑃𝑠𝑖
𝑓𝑡
3. Corrección por gas.
 Determinación de PIP
𝑃𝐼𝑃 = 𝑃𝑤𝑓 − 𝛥𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎
𝑃𝐼𝑃 = 2411 − (10601− 8358)∗ 0.436
𝑃𝑠𝑖
𝑓𝑡
𝑃𝐼𝑃 = 1432 𝑃𝑠𝑖.
 Determinación de la Rs.
𝑅𝑠 = 𝛾𝑔 ∗ (
𝑃𝑏
18
∗
100.0125∗𝐴𝑃𝐼
100.00091 ∗𝑇
)
1.2048
𝑅𝑠 = 0.7 ∗ (
1432
18
∗
100.0125 ∗33
100.00091 ∗220
)
1.2048
𝑹𝒔 = 245.92
𝑀𝑝𝑐𝑛
𝐵𝑓
 Factor volumétrico del gas en la tubería.
𝛽𝑔 = 5.04 ∗
𝑍 ∗ ( 𝑇𝑓 + 460)
𝑃𝑒𝑠𝑡 + 14.7
𝛽𝑔 = 5.04 ∗
0.85 ∗ (220 + 460)
3275 + 14.7
𝛽𝑔 = 0.8858
𝐵𝑏𝑙
𝑀𝑝𝑐𝑛

3. BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE (BES)
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 Factor volumétrico a condiciones de PIP y Tf
𝛽𝑔 = 5.04 ∗
𝑍 ∗ ( 𝑇𝑓 + 460)
𝑃𝐼𝑃 + 14.7
𝛽𝑔 = 5.04 ∗
0.85 ∗ (220+ 460)
1432 + 14.7
𝛽𝑔 = 2.013
𝐵𝑏𝑙
𝑀𝑝𝑐𝑛
 Factor volumétrico del gas.
 Factor volumétrico de formación.
𝛽𝑜 = 0.972 + 0.000147 ∗ {5.615 ∗ 𝑅𝑠 ∗ (
𝛾𝑔
𝛾𝑜
) 0.5
+ 1.25 ∗ 1.8 ∗ 𝑇} 1.175
= 0.972 + 0.000147 ∗ {5.615 ∗ 245.92 ∗ (
0.7
0.8601
) 0.5
+ 1.25
∗ 1.8 ∗ 220} 1.175
𝛽𝑜 = 1.18
𝐵𝑏𝑙
𝐵𝑛
 Volumen total del gas.
𝑉𝑜𝑙 =
530 ∗ 1080 ∗ 0.347
1000
𝑉𝑜𝑙 = 198.6
𝑀𝑝𝑐𝑠
𝐷í𝑎
 Volumen de gas en solución.
𝑉𝑜𝑙 =
245.92 ∗ 1080 ∗ 0.347
1000
𝑉𝑜𝑙 = 92.16
𝑀𝑝𝑐𝑛
𝐷í𝑎
 Volumen del gas libre
𝑉𝑜𝑙 = 198.6 − 92.16
𝑉𝑜𝑙 = 106.44 𝑀𝑝𝑐𝑠
 Volumen de gas libre en bomba.
𝑉𝑜𝑙 = 106.44 𝑀𝑃𝑐𝑛 ∗ 2.013
𝐵𝑙
𝑀𝑝𝑐𝑛

4. BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE (BES)
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𝑉𝑜𝑙 = 214.26 𝐵𝑏𝑙.
 Volumen de petroleo a PIP Y Tf.
𝑉𝑜𝑙 = 1080 ∗ 0.347 ∗ 1.18
𝑉𝑜𝑙 = 442.21 𝐵𝑝𝑑.
 Volumen de agua
𝑉𝑜𝑙 = 1080 ∗ 0.653
𝑉𝑜𝑙 = 705 𝐵𝑝𝑑.
 Volumen total a ser manejado por la bomba.
𝑉𝑜𝑙 = 442.21 + 214.26 + 705
𝑉𝑜𝑙 = 1361 𝐵𝑓𝑝𝑑.
 Cálculo del porcentaje de gas libre.
%𝑉𝑜𝑙 =
214.26
442.21 + 214.26 + 705
= 15.7 %
Como tenemos un porcentaje mayor al 10 % entonces tenemos que
ocupar un separador de gas en la bomba.
4. Efecto de la viscosidad (no aplica)
5. Levantamiento HEAD
 Gravedad especifica compuesta.
𝑇𝑀𝑃𝐹 = ((442 ∗ 0.8601 + 705 ∗ 1.085) ∗ 62.4 ∗ 5.6146) + (530 ∗ 442 ∗ 0.7 ∗ 0.0752)
𝑇𝑀𝑃𝐹 = 414212.64
𝐿𝑏𝑠
𝐷í𝑎
𝜌𝑚 =
414212.64
1361 ∗ 5.6146 ∗ 62.4
𝜌𝑚 = 0.8686
 Gradiente de la mezcla
𝛾𝑚 = 0.433
𝑃𝑠𝑖
𝑓𝑡
∗ 0.8686 = 0.376
𝑃𝑠𝑖
𝑓𝑡
 Cálculo de NFD
𝑁𝐹𝐷 = 𝐿𝑒𝑞 −
𝑃𝐼𝑃 − 𝑃𝑐𝑠𝑔
𝛾𝑚

5. BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE (BES)
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𝑁𝐹𝐷 = 8358 −
1432 − 0
0.376
= 4550 𝑓𝑡.
 Cálculo de la Df.
𝐷𝑓 = 2.0438 ∗ (
100
𝐶
)1.85
∗ (
𝑄𝑡
34.3
)1.85
(𝐷𝑡4.8655
)
𝐶 = 120 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎 𝑛𝑢𝑒𝑣𝑎
𝐷𝑓 = 2.0438 ∗ (
100
120
)1.85
∗ (
1361
34.3
)1.85
2.9924.8655
)
𝐷𝑓 = 6.39
𝑃𝑠𝑖
1000𝑓𝑡
 Cálculo de la caída de presión.
𝛥𝑃𝑓 =
( 𝐻𝑏𝑚 − 𝐿𝑒𝑞)∗ 𝐷𝑓
1000
𝛥𝑃𝑓 =
(8358− 100) ∗ 6.39
1000
= 52.76 𝑓𝑡.
 Cálculo de la presión de cabeza.
𝑃𝑐𝑎𝑏 =
120
0.412
= 291 𝑓𝑡.
 Cálculo de TDH
𝑇𝐷𝐻 = 𝑁𝐹𝐷 + 𝑃𝑐𝑎𝑏 + 𝛥𝑃𝑓
𝑇𝐷𝐻 = 4550 + 291 + 52.76 = 4894 𝑓𝑡.
 Cálculo de la presión de descarga de la bomba.
𝑃𝑑 = 𝑃𝑐𝑎𝑏 + 𝛥𝑃𝑔 + 𝛥𝑃𝑓 + 𝛥𝑃𝑎
𝑃𝑑 = 120 + 8358 ∗ 0.376 + 52.76 ∗ 0.376 + 0
𝑃𝑑 = 3282 𝑃𝑠𝑖.
6. Selección de la bomba.
En función del caudal de 1361 Bfpd. Selecciono la bomba FS – 1200
BEP Caudal Específico
Modelo Q Ft/Stg. BHP/Stg. Eff. Q Ft/Stg BHP/Stg. Eff
FS-1200 1200 26 0.36 64 1361 25 0.36 64

6. BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE (BES)
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𝑆𝑇𝐺 =
5226 𝑓𝑡
25
𝑓𝑡
𝑆𝑡𝑔
= 209 𝑆𝑡𝑔.
7. Selección del separador de gas.
 Selección del sello.
La potencia para mover el sello para serie 400 es de 4 HP.
 Selección del motor.
𝐻𝑃𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 = 209 𝑆𝑡𝑔 ∗ 0.36
𝐵𝐻𝑃
𝑆𝑡𝑔
∗ 1 ∗ 0.9526 = 72 𝐻𝑃
 Potencia total del motor.
𝐻𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 72 + 0 + 4 = 76 𝐻𝑃
El motor seleccionado con relación a la tubería de producción y a la
potencia total será de serie 540, 2270 Voltios, 35 Amp., 125 HP
ALTO VOLTAJE Y BAJA CORRIENTE.
 Selección del cable del motor.
COMPONENTE LONG (ft)
BOMBA 18
SELLO 6.7
ADIC 6
TOTAL 30.7
Selecciono un cable de 35 ft serie 544 FLAT cable
Longitud del cable
SERIE TIPO Ft
544 FLAT CABLE 35

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8. Selección del cable
𝐿𝑐𝑚 = 𝑃𝑟𝑜𝑓 𝐵𝐸𝑆 + 30 𝑓𝑡
𝐿𝑐𝑚 = 8358 + 30 = 8388 𝑓𝑡.
De gráfica en función de los Amp y cable nro. 6
𝛥𝑉𝑜𝑙𝑡 𝐶𝑎𝑏𝑙𝑒 =
24 𝑉𝑜𝑙
1000𝑓𝑡
𝑉𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 = 𝛥𝑉𝑐𝑎𝑏 ∗ 𝐹𝑡 ∗ 𝐿𝑐𝑚
𝐹𝑡 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑐𝑎 = 1.332
𝑉𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 =
24
1000
∗ 1.332 ∗ 8388 = 268 𝑉𝑜𝑙𝑡
 Voltaje en superficie.
𝑉𝑠𝑢𝑝 = 2270 + 268 = 2538 𝑉𝑜𝑙𝑡.
 Cálculo del KVA perdido en el cable.
𝐾𝑉𝐴𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 =
268 ∗ 35 ∗ √3
1000
= 17 𝐾𝑉𝐴.
 Cálculo del KVA del motor.
𝐾𝑉𝐴𝑚𝑜𝑡 =
2270 ∗ 35 ∗ √3
1000
= 138 𝐾𝑉𝐴
9. Selección del variador de frecuencia.
 Caída de voltaje en el cable.
%𝛥𝑉𝑜𝑙𝑡 =
17
17 + 138
∗ 100 = 11 %
 KVA total en superficie.
𝐾𝑉𝐴 sup = 138 + 17 = 155 𝐾𝑉𝐴.
Variador de frecuencia de 200 KVA.
10. Selección de accesorios.
 Transformador secundario.
𝐾𝑉𝐴𝑡𝑥2 = 𝐾𝑉𝐴𝑣𝑠𝑑 ∗ 1.2
𝐾𝑉𝐴𝑡𝑥2 = 200 ∗ 1.2
𝐾𝑉𝐴𝑡𝑥2 = 240𝐾𝑉𝐴
Selecciono transformador secundario de 260 KVA.

8. BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE (BES)
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 Caja de venteo.
𝐾𝑉𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒𝑜 =
𝑉𝑡𝑥 ∗ 1.2
1000
𝐾𝑉𝐴𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒𝑜 =
2538 ∗ 1.2
1000
= 3.04 𝐾𝑉.
Selecciono una caja de venteo de 4 KV.
 Cabezal BES.
En función de:
Presión de yacimiento = 3275 Psi.
Csg. De producción = 7” * 26 lb/ft @ 9150 ft.
Selecciono cabezal HHS 3 1/2” 10000 Psi. (Seguridad)
 Guarda cables.
Disponibles en 6 ft. Se usan cuando la tubería esta dañada o existen
partes filosas que puedan dañar al cable.
𝑁 =
36 𝑓𝑡
6
= 6
Usare 6 guarda cables.
 Bandas o flejes.
En el cuerpo del equipo 10 flejes
Por encima del BES se coloca cada 12 ft en pozos verticales
𝑁 =
8358𝑓𝑡
12
𝑓𝑡
𝑓𝑙𝑒𝑗𝑒𝑠
= 557 𝑓𝑙𝑒𝑗𝑒𝑠
𝐹𝑙𝑒𝑗𝑒𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 = 10 + 557 = 567 𝑓𝑙𝑒𝑗𝑒𝑠
 Centralizador.
Según la serie del equipo
 Válvula check y drenajes.
Según el Schedule de la tubería