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Profesor: Ing. Ángel Ushiña NOVENO SEMESTRE SELECCIÓN DE BOMBA BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE RAMÍREZ DÍAZ LUIS FERNANDO UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
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P r o f e s o r : I n g . Á n g e l U s h i ñ a
NOVENO SEMESTRE
SELECCIÓN DE BOMBA
BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE
RAMÍREZ DÍAZ LUIS FERNANDO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
1. OBJETIVOS:
Diseñar una bomba para producir caudales de 2000, 3000 y 4000 BFPD.
Analizar el comportamiento del pozo.
Utilizar el manual de bombas REDA para la selección adecuada de las bombas.
2. INTRODUCCIÓN
El sistema de bombeo
electrosumergible, en la
actualidad, es el sistema de
extracción de petróleos más
usado en el Ecuador debido a
a su eficiencia y a las altas
ventajas operativas.
El BES se basa en la utilización
de bombas centrífugas (de
múltiples etapas) de subsuelo
ubicadas en el fondo del pozo,
estas son accionadas por
motores eléctricos.
El BES tiene un rango de
capacidades que va desde 200
a 9000 BPD, trabaja a
profundidades entre los
12000 y 15000 pies, el rango
de eficiencia está entre 18 –
68% y puede ser usado en
pozos tanto verticales como
desviados o inclinados.
3. DESARROLLO
En el pozo SEC-18 se toma B’UP a la arena Ui (intervalo de 9020’ – 9042’ (42’) y 9048’ – 9060’
(12’)).
Datos de la prueba de producción:
BFPD = 1440, BPPD = 1181, BSW = 18%, API = 29, SALINIDAD = 55.000 ppmCl-, Pwf = 2640 psi,
Pr = 2816 psi.
Gravedad específica del agua = 1.038, Pb (U) = 1085 psi.
NOTA: los datos se encuentran a condiciones de reservorio.
Diseñar una bomba para producir 2000 BFPD.
Es posible producir 2000 BFPD. La presión para producir este caudal está en el tramo entre la
Pwf de la prueba y la Pb.
1. Calculamos Pwf para producir 2000 BFPD utilizando los datos del Build Up
Para 2000 BFPD calculamos Pwf:
2. Calculamos TDH
2.1. Calculamos la altura dinámica total:
2.2. Calculamos levantamiento neto
2.3. Calculamos la fricción
Utilizando el diagrama de Hazen Williams con el valor de 2000 BFPD y tubería de 3 ½”:
La bomba deberá estar asentada mínimo a 6276 pies para que la bomba no cavite, pero debido a
que tenemos dos carretos de 4400 y 4500 pies la profundidad de asentamiento estará a 8900 pies.
2.4. Calculamos la presión en la cabeza del pozo
En el diseño, la presión en la cabeza del pozo, va a variar de acuerdo a la distancia del pozo a la
estación de recolección.
Para el ejemplo vamos a diseñar con 200 psi
2.5. Finalmente calculamos TDH
3. Seleccionamos la bomba
Tenemos dos tipos de bomba que pueden producir 2000 BFPD dentro del rango operativo:
GN -1600 GN-2100
Para producir 2000 BFPD Para producir 2000 BFPD
35 pies /etapa 45 pies/etapa
0.93 BHP/etapa 1.05 BHP/etapa
55% eficiencia 63% eficiencia
3.1. Calculamos el número de etapas para las bombas
Para GN-1600
Para GN-2100
3.2. Calculamos BHP
Para GN-1600
Para GN-2100
Con los datos del diseño: Bomba GN-2100 de 70 etapas y 76 BHP, entramos al catálogo y
seleccionamos la bomba que más se ajuste a nuestro diseño.
Deberíamos escoger la bomba de 74 etapas, pero debido a un factor de seguridad de 10%
escogimos la bomba de 86 etapas.
Diseñar una bomba para producir 3000 BFPD.
Es posible producir 3000 BFPD.
1. Calculamos Pwf para producir 3000 BFPD utilizando los datos del Build Up
Para 2000 BFPD calculamos Pwf:
2. Calculamos TDH
a. Calculamos la altura dinámica total:
b. Calculamos levantamiento neto
c. Calculamos la fricción
Utilizando el diagrama de Hazen Williams con el valor de 3000 BFPD y tubería de 3 ½”:
La bomba deberá estar asentada mínimo a 6276 pies para que la bomba no cavite, pero debido a
que tenemos dos carretos de 4400 y 4500 pies la profundidad de asentamiento estará a 8900 pies.
d. Calculamos la presión en la cabeza del pozo
En el diseño, la presión en la cabeza del pozo, va a variar de acuerdo a la distancia del pozo a la
estación de recolección.
Para el ejemplo vamos a diseñar con 200 psi
e. Finalmente calculamos TDH
3. Seleccionamos la bomba
Tenemos dos tipos de bomba que pueden producir 3000 BFPD dentro del rango operativo:
DN-3000 DN-3100 GN-3200
Para producir 3000 BFPD Para producir 3000 BFPD Para producir 3000 BFPD
18 pies/etapa 19.5 pies/etapa 41 pies /etapa
0.62 BHP/etapa 0.61BHP/etapa 1.42 BHP/etapa
63% eficiencia 68% eficiencia 64% eficiencia
La bomba GN-3200 levanta más pies por etapa que las otras dos de la serie
a. Calculamos el número de etapas
b. Calculamos BHP
Con los datos del diseño: Bomba GN-3200 de 85 etapas y 125 BHP, entramos al catálogo y
seleccionamos la bomba que más se ajuste a nuestro diseño.
Escogemos la bomba GN3200 de 90 etapas. Con el factor de seguridad de 10%, la boma adecuada
sería la de 102 etapas.
Diseñar una bomba para producir 4000 BFPD.
Es posible producir 4000 BFPD
1. Calculamos Pwf para producir 4000 BFPD utilizando los datos del Build Up
Para 2000 BFPD calculamos Pwf:
2. Calculamos TDH
a. Calculamos la altura dinámica total:
b. Calculamos levantamiento neto
c. Calculamos la fricción
Utilizando el diagrama de Hazen Williams con el valor de 3000 BFPD y tubería de 3 ½”:
La bomba deberá estar asentada mínimo a 6276 pies para que la bomba no cavite, pero debido a
que tenemos dos carretos de 4400 y 4500 pies la profundidad de asentamiento estará a 8900 pies.
d. Calculamos la presión en la cabeza del pozo
En el diseño, la presión en la cabeza del pozo, va a variar de acuerdo a la distancia del pozo a la
estación de recolección.
Para el ejemplo vamos a diseñar con 200 psi
e. Finalmente calculamos TDH
3. Seleccionamos la bomba
Tenemos dos tipos de bomba que pueden producir 4000 BFPD dentro del rango operativo:
GN-4000
Para producir 4000 BFPD
34 pies/etapa
1.49 BHP/etapa
68% eficiencia
La bomba GN-3200 levanta más pies por etapa que las otras dos de la serie
a. Calculamos el número de etapas
b. Calculamos BHP
Con los datos del diseño: Bomba GN-4000 de 120 etapas y 186 BHP, entramos al catálogo y
seleccionamos la bomba que más se ajuste a nuestro diseño.
No hay una bomba de esa serie que levante 120 etapas, colocaremos dos de 73 etapas en serie.
Escogemos la bomba GN3200 de 90 etapas. Con el factor de seguridad de 10%, la boma adecuada
sería la de 102 etapas.
Diámetro para el cable de potencia:
ID del liner de 7”: 6.276”
Diámetro de la bomba: 5.40” (para los 3 caudales seleccionamos la bomba de
la serie 540)
El cable debe tener un diámetro menor a 1.11 cm
CONCLUSIONES
El número de etapas determina la carga total generada y la potencia requerida.
Al escoger que bomba usar, debemos fijarnos en el número de etapas,
eficiencia y BHP, debido a que a menor número de etapas que necesite la
bomba y mayor eficiencia, ese equipo sería el indicado para comprar por
cuestiones económicas y operativas.
Para el caso de producir 4000 BFPD, seleccionamos dos bombas y las
colocamos en serie para cubrir el número de etapas que requiere el diseño del
equipo.
Realizando las curvas IPR del pozo, observamos que podemos producir los 3
caudales planteados, puesto que las presiones de estos están por encima del
punto de burbuja.
