Diseo de Bombeo Electrosumergible

1. Se calcula la IPR (curva de oferta) con la informacin de la ltima prueba vlida.2. Se calcula el nivel dinmico del fluido (NF), no sin antes obtener la gravedad especfica del petrleo y mezcla.

m: gravedad especfica de la mezcla [adm]o: gravedad especfica del petrleo [adm]w: gravedad especfica del agua [adm]API: gravedad API [adm]Pwf: presin de fondo fluyente [lpca]h: espesor [pie]NF: nivel de fluido [pie]3. Se estima una profundidad de asentamiento de la bomba (100 por encima del colgador) que garantice la sumergencia.4. Utilizando las correlaciones de Standing, se calcula Rs y Bo a las condiciones imperantes en la entrada de la bomba (PIP y Tf). Conociendo la Pwf, se calcula la PIP.

Donde:PIP: presin de entrada a la bomba (pump intake pressure) [lpc]Dp: profundidad media de los perforados [pie]Db: profundidad de la bomba [pie]Entonces con la PIP y el resto de los datos se calcula el Rs y Bo.

Donde:Rs: solubilidad del petrleo [PCN/BN]g: gravedad especfica del gas [adm]T: temperatura [F]Bo: factor volumtrico del petrleo [BY/BN]5. Se calcula el factor volumtrico del gas (Bg)

Donde:Bg: factor volumtrico del gas [BY/MPCN]Z: factor de compresibilidad de gases [adm]P: presin de yacimiento [lpca]6. Determinacin del volumen de gas que manejar la bomba.6.1. Volumen total de gas (Tg)

Donde:Tg: volumen total de gas [PCN/D]qo: tasa de produccin de petrleo [BN/D]RGP: relacin gas-petrleo [PCN/BN]6.2. Volumen de gas en solucin (Sg)

Donde:Sg: volumen de gas en solucin [PCN/D]6.3. Volumen de gas libre (Fg)

Donde:Fg: volumen de gas libre [PCN/D]6.4. Volumen de petrleo (Vo)

DondeVo: volumen de petrleo [BY/D]6.5. Volumen de agua (Vw)

Donde:Vw: volumen de agua [BY/D]ql: tasa total de lquido [BN/D]Bw: factor volumtrico del agua [BY/BN]6.6. Volumen de gas (Vg)

Donde:Vg: volumen de gas [BY/D]6.7. Volumen de gas libre (%GL)

Donde:%GL: porcentaje de gas libre [%]Vt: volumen total de fluido [BY/D]Cuando se excede el 10% de gas libre (condicin operacional normal), se requerir la utilizacin de un separador de gas. Una vez instalado el separador de gas, se sabe que el mismo se retirar (en teora) el 80% de gas libre, por lo tanto se plantean nuevamente los clculos para verificar los nuevos valores que manejar la bomba.7. Clculo de la carga dinmica total (TDH)

Donde:TDH: carga dinmica total [pie]Hd: altura dinmica [pie]Ft: prdidas por friccin en la tubera [pie]Pd: prdidas por friccin en la lnea de flujo [pie]7.1. Altura dinmica (Hd)

7.2. Prdidas por friccin en las lneas de flujo (Pd)

7.3. Prdidas por friccin en tubera (Ft)

Nota: el factor (F/1000) se obtiene grficamente o por correlacin.Se debe conocer la ql (BN/D o GPM) y el dimetro de la tubera o revestidor (pulg.)Entonces Se utiliza la correlacin conociendo la tasa de lquido (GPM) y el dimetro de la tubera en pulgadas.

Donde:C: 120 (tubera nueva) 94 (tubera vieja)ql: tasa de lquido [GPM]ID: dimetro interno de la tubera [pulg]8. Seleccin de la Bomba considerando:Tasa deseadaProfundidad de asentamiento de la bombaDimetro de revestidorViscosidad del fluidoSe utilizan las siguientes tablas y grficos:HC 23,1 pie/etapa (capacidad de levantamiento)POE 40,2% (eficiencia de bombeo)HML 0,081 HP/etapa (carga de motor)9. Determinacin del nmero de etapas de la bomba.

10. Determinacin de la potencia del motor

Donde:HP: caballos de potencia [HP]Entonces es posible seleccionar el motor adecuado considerando la recomendacin del fabricante.11. Seleccin del CableLa tabla general de recomendaciones para diseo, proporciona el tipo de cable acorde a las condiciones dadas. No obstante, los fabricantes recomiendan verificar la cada de voltaje en el mismo no sobrepase los 30 voltios/1000 pies. Por ende:

Donde:Volt= cada de voltaje [volt]Primero se obtiene la cada de voltaje a 68F conocido el amperaje del motor y el nmero del cable a travs del grfico. Luego para calcular el factor de cada de voltaje, es importante tener la temperatura en el fondo del pozo, aunada al amperaje del motor, de tal forma que se pueda obtener la temperatura de operacin del cable por medio de la grfica.Finalmente se calcula la cada del voltaje a la temperatura de operacin y considerando 200 de cable en superficie. Pero antes se debe verificar que cumpla las condiciones tericas>

Donde:(Volt/1000): cada de voltaje cada 1000 [volt/1000]12. Calculo de los KVA necesarios para la seleccin del transformador

Donde:KVA: kilovatios (kVA)Amp: amperios (A)Vs: Voltaje en el motor + Volt [volt]Para efectos de diseo, la capacidad de carga de los transformadores se calcula con capacidad de carga de potencia aparente (KVA), debido a la amplia flexibilidad de los transformadores y los diferentes voltajes y condiciones en que funciona, adems de la inexactitud del factor de potencia que se aplica (potencial real en kilovatio). Las cartas de amperaje es la tcnica ms utilizada para evaluar este tipo de instalaciones, con las cartas o discos del ampermetro se reflejan todos los cambios ocurridos durante la operacin de bombeo, la interpretacin apropiada de estas cartas puede generar la solucin del problema presente en la instalacin, como por ejemplo el bombeo normal, entrampamiento del gas, ciclaje excesivo y sobrecarga de amperaje. Bajo condiciones normales de operacin, el registro de amperaje deber delinear suavemente una carta circular o simtrica con un valor de amperaje cercano al amperaje del motor, lo cual demuestra la condicin ideal de operacin que deber tener un equipo de bombeo electrosumergible.