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PRODUCCION PETROLERA II (PET-209)

BOMBEO ELECTROCENTRIFUGO (BEC)

DISEO DEL PROGRAMA DE BOMBEO ELECTROCENTRIFUGO

En el campo Tacobo de acuerdo a estudios realizados por el departamento de produccin, se

decidi la instalacin del sistema de Bombeo Electrocentrfugo (BEC) para el pozo TBO X, con el

fin de producir 1700 [BPD] y cuya profundidad a la base de la arena productora (altura total) es de

6700 [ft]. Se cuenta con la siguiente informacin:

Datos: Pozo

caera [in] (c): 6 3/4

tubera [in] (t): 2 7/8

Espesor de la arena productora [ft] (eap): 65.5

Datos: Produccin

Caudal de produccin al final del FN [BPD] (Qo): 1050

Presin esttica [psi] (Ps): 1613

Presin fluyente [psi] (Pw): 1.112.133

Temperatura de fondo de pozo [F] (Tfp): 150

Relacin agua-petrleo [Bbl/bbl] (RAP): 0.03

Relacin gas-petrleo [%] (RGP): 50

Volumen de gas en la mezcla [ft^3/Bbl] (Vgm): 350

Alojamiento de la bomba [%] (Ab): 13

bomba [in] (b): 3 7/8

motor [in] (m): 3 7/8

Datos: Fluido del pozo

Gravedad especfica del petrleo (GE(o)): 0.68

Gravedad especfica del agua (GE(w)): 1.01

Gravedad especfica del gas (GE(g)): 0.587

Viscosidad del petrleo [cP] (o): 0.52

Gravedad API [] (API): 46

Factor volumtrico del petrleo (Bo): 0.98

Factor de compresibilidad del gas (Zg): 0.75

Relacin de solubilidad [ft^3/Bbl] (Rs): 47

Determinar:

a) La capacidad productiva, el volumen real de gas en la mezcla, el caudal real de la mezcla

(o+w) que se producir

b) Seleccin de la bomba

c) Seleccin del separador

d) Seleccin del motor

e) Seleccin del cable de potencia

f) Seleccin del transformador

Datos: Energa elctrica disponible

Voltaje [A] (V): 1200

Amperaje [A] (A): 35

Frecuencia [Hz] (): 50



SOLUCIN:

a) LA CAPACIDAD PRODUCTIVA, EL VOLUMEN REAL DE GAS EN LA MEZCLA, EL CAUDAL REAL DE

LA MEZCLA (o+w) QUE SE PRODUCIR

Se obtiene el valor del caudal programado que se producir:

= 1700[]

Clculo %o:

% = 1 = 1 0.03 = 0.97

Clculo %w:

% = = 0.03

Clculo GE(o):

() = () % = 0.68 0.97 = 0.660

Clculo GE(w):

() = () % = 1.01 0.903 = 0.030

Clculo GE(o+w):

( + ) = () + () = 0.660 + 0.030 = 0.690

Clculo de la altura de descarga (Hd):

=2.31

GE(o + w)=2.31 [

] 1613

[]

0.690= 5400,826[]

Se obtiene el valor de la altura total del pozo (HT):

= 6700[]

Clculo de la altura esttica (He):

= = 6700[] 5400,826[] = 1299.174[]

Seleccin del mtodo para el clculo del volumen a producir con el programa de BEC:

Se basa en los siguientes parmetros:

He = HT Mtodo IP

He < HT Mtodo Gilbet-Vogel



Para el pozo:

He = 1299.174 [ft] He < HT

HT = 6700 [ft] Mtodo: Gilbet-Vogel

Clculo de la capacidad productiva (Qprod):

=

1 0.2 0.8 (

)

2 =1050[]

1 0.2 1112.333[]1613[]

0.8 (1112.333[]1613[]

)2 = . []

Anlisis de la factibilidad del programa del BEC:


Qprog < Qprod El programa de BEC es factible Qprog > Qprod El programa de BEC no es factible, se cambia de programa

Para el pozo:

Clculo del volumen de gas libre (Vglibre):

= %

1000=2180.075[] 0.97 350 [

3

]

1000= 740.135[3]

Clculo del volumen de gas en solucin (Vgsolucin):

= %

1000=2180.075[] 0.97 47 [

3

]

1000= 99.390[3]

Clculo del volumen real de gas en la mezcla (VGm):

= = 740.135[3] 99.390[3] = . []

Determinacin para el uso de separador de gas de fondo:


VGm en fondo 100 [ft^3] No es necesario el uso de separador de gas de fondo VGm en fondo > 100 [ft^3] Es necesario el uso de separador de gas de fondo

Para el pozo:

Qprog = 1700 [BPD] Qprog < Qprod

Qprod = 2180.075 [BPD] El programa de BEC es factible

VGm = 640.746 [ft^3] VGm en fondo > 100 [ft^3]

Es necesario el uso de separador de gas de fondo



Clculo Qo:

= = 2180.075[] 0.98 = 2136.473[]

Clculo Qw:

= = 2180.075[] 0.03 = 65.402[]

Clculo del caudal real de la mezcla que se producir (Q(o+w)):

(( + )) = + = 2136.473[] + 65.402[] = . []

b) SELECCIN DE LA BOMBA

Seleccin del tipo de bomba:

Seleccin de la bomba:

Datos:

Tabla 2

c = 6 " Tipo de bomba: G-48

Alojamiento = 13 % Longitud [in]: 256

Tipo de bomba: G-48 Peso [lb]: 620

Mximo nmero de etapas (Neb): 203

c) SELECCIN DEL SEPARADOR


Especificaciones del separador de gas:

Datos:

Tabla 3

RGP = 50 % Flujo: Rotativo

Qprod = 2180.075 [BPD] Serie: 513

Modelo: GRS

Longitud [in]: 39

Peso [lb]: 130

Potencia [Hp] (Hps): 3.5

Datos: Tabla 1

Qprog = 1700 [BPD] Tipo de bomba: G-48

= 50 [Hz]

RGP 50 % Rotativo RGP < 50 % Flujo inverso Qprod 1000 [BPD] Seccin B (Tabla 3) Qprod < 1000 [BPD] Seccin A (Tabla 3)



d) SELECCIN DEL MOTOR

Clculo de la potencia del motor (Hpm):

=

( + ) 100%=

203 13%

0.690 100%= 38.252[]

Clculo de la potencia total requerida por el motor (Hpt):

= + = 38.252[] + 3.5[] = 41.752[]

Especificaciones del motor:

Datos:

Tabla 4

A = 35 [A] Potencia [Hp] (Hpt): 42

= 50 [Hz] Frecuencia [Hz] (): 50

Hpt = 42 [Hp] Voltaje nominal [V] (Vnm): 750

Amperaje nominal [A] (Anm): 36

Longitud [in]: 172

Peso [lb]: 713

e) SELECCIN DEL CABLE DE POTENCIA

Por convenio:

=30[]

1000[]

Clculo del voltaje para el pozo (Vp):

= 30[]

1000[]= 6700[]

30[]

1000[]= 201[]

Seleccin del cable de potencia:

Datos:

Tabla 5

Amn = 36 [A] AMPERIOS [A] CABLE CAIDA DE VOLTAJE VOLTAJE [V] (V=HT*V) SELECCIN

36 Cable

N 6 V=27.3[V]/1000[ft] V=6700[ft]*27.3[V]/1000[ft]=182.910[V] Costo elevado

36 Cable

N 4 V=18.4[V]/1000[ft] V=6700[ft]*18.4[V]/1000[ft]=123.280[V] Recomendado

36 Cable

N 2 V=11.1[V]/1000[ft] V=6700[ft]*11.1[V]/1000[ft]=74.370[V]

36 Cable

N 1 V=8.9[V]/1000[ft] V=6700[ft]*8.9[V]/1000[ft]=59.630[V] Costo bajo



Amperaje [A]: 36

Cable: Cable N 4

Factor: 16.5 * 1.114

Cada de voltaje (Vc): V=18.4[V]/1000[ft]

f) SELECCIN DEL TRASFORMADOR

Clculo del voltaje requerido (V):

= =18.4[]

1000[] 6700[] = 123.280[]

Clculo del voltaje requerido en superficie (Vs):

= + = 750[] + 123.280[] = 873.280[]

Clculo de la potencia requerida en el transformador (Kva):

=1.73

1000=1.73 873.280[] 36[]

1000= 54.388[]

Clculo de la potencia total requerida en el transformador (Kva):

Factor de seguridad:

= 25%

= (1 +

100%) = 54.388[] (1 +

25%

100%) = . []

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