7 Bombeo Bes

7/23/2019 7 Bombeo Bes

http://slidepdf.com/reader/full/7-bombeo-bes 1/37

Ing. esp. Luís Toussaint / Mayo 2008

Criterios Técnicos de Diseño




Producción de fluido esperada (Q), BPD 2300

Presión de Burbujeo (Pb), PSI 1500

Producción actual @ Pwf, BFPD 850

Gravedad °API 32Temperatura de fondo (°F) 160

Relación Gas Petróleo (RGP), PC/BN 300

Presión estática de fondo @ 6800 Pies, PSI 3200

Presión de fondo fluyente (Pwf), PSI 2600

Corte de agua (%) 75

Gravedad específica del gas (adim) 0,7

Gravedad específica del agua (adim) 1.085

Prof. Vertical de Asentamiento de la Bomba,

Pies

5500

Presión de Cabezal (PSI) 100

Ejercicio Práctico BES No.1: Alto % de agua/Gas

DATA SHEET

DATA SHEET





Aplicación Método de los 10 pasos (LAT)

Paso N°. 1 : Datos básicos

Suministrados por el Cliente en el formatoSuministrados por el Cliente en el formato ““DataData sheetsheet””

Paso N°. 2 : Capacidad de producción del pozo.

CorrelaciCorrelacióón a usar (n a usar ( DarcyDarcy) ya que) ya que Pwf Pwf = 2600= 2600 PsiPsi, mayor que, mayor quela Presila Presióón de burbujeo (n de burbujeo ( PbPb =1500=1500 psipsi ). De all). De allíí se usa:se usa:

Pwf Pe

Q J P I

−

==.

psi

bpd

psi psi

bfpd P I 42,1

26003200

850. =

−

=

Ejercicio Práctico BES No.1: Alto % de agua/Gas





psi psibfpd

bfpd psi

P I

QPPwf d

eQ d 1580

/42,1

23003200

.=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −=⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ −=

Se estima laSe estima la Pwf Pwf a la produccia la produccióón deseadan deseada

LaLa Pwf Pwf resultante es mayor queresultante es mayor que PbPb por lo tanto se usa lapor lo tanto se usa la EcEc. De. De

DarcyDarcy. En caso contrario (. En caso contrario (Pwf Pwf <=<=PbPb), se aplica el m), se aplica el méétodotodocombinado decombinado de NeeleyNeeley..

Paso N°. 2 : Capacidad de producción del pozo. Cont.





Se requiere estimar la PresiSe requiere estimar la Presióón de entrada a la Bomba en funcin de entrada a la Bomba en funcióónn

dede Pwf Pwf , pero se necesita calcular primero el gradiente de la, pero se necesita calcular primero el gradiente de lamezcla. Se usa las ecuaciones ya explicadas con anterioridad:mezcla. Se usa las ecuaciones ya explicadas con anterioridad:

API o

º5,1315,141

+=δ

100%

100% AyS wPet om ×+×= δ δ δ

433,0×=

mm δ γ

865,0325,131

5,141 =+

=oδ

03.110075085.1

10025865.0 =×+×=mδ

446.0433,0030.1 =×=

mγ



http://slidepdf.com/reader/full/7-bombeo-bes 6/37Ing. esp. Luís Toussaint / Mayo 2008

( ) ( ) psi ft ft H TVDof P mbaarena pip 580446.055006800 _ Pr =×−=×−=Δ γ

Se calcula la caSe calcula la caíída de Presida de Presióón entre la arena (Average ) y lan entre la arena (Average ) y laentrada de la Bomba:entrada de la Bomba:

La PresiLa Presióón de entrada de la Bomba sern de entrada de la Bomba seráá::

psi psi psiPPwf PIP pip 10005801580 =−=Δ−=





Volumen Total de GasVolumen Total de Gas

Paso N°. 3 : Corrección por Gas…cont.

MPC bfpd BNPDPC BNPD RGPTotal GAS 5.1721000

25.02300/3001000

=××=×=

1000

BNPD RGPTotal libre

×=

RelaciRelacióón Gasn Gas--PetrPetróóleo en Solucileo en Solucióónn

2048.1

)(00091.0

0125.0

10

10

18 ⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ××=

°×

°×

F T

API

g

Pb Rs γ

BN PCN Rs /1801010

1810007,0

2048.1

16000091.0

320125.0

=⎟⎟ ⎠ ⎞⎜⎜

⎝ ⎛ ××= ×

×




Volumen de Gas en soluciVolumen de Gas en solucióónn

MPC MPC MPC libreGas 695.1035.172 _ =−=

MPC bfpd BNPDPC BNPD RTotal sGsol 5.103

100025.02300/180

1000 =××

=×

=1000 BNPD RTotal s

Gsol

×=


Volumen de gas libreVolumen de gas libre

soluciónGasTotallibreGas GAS _ _ −=

Factor volumFactor voluméétrico del Gastrico del Gas Asumiendo un valor de Z = 0,85

( ) MPC

Bls

P

ZT g 62.21014

16046085.004.504.5 =

+×

×=×= β




Como no se disponen de datos PVT, se usan las correlacionesComo no se disponen de datos PVT, se usan las correlacionespara la gravedad API dada.para la gravedad API dada.

Factor volumFactor voluméétrico del Petrtrico del Petróóleoleo

175.15.0

25.1000147.0972.0⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ×+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ×+= T R

o

g

soγ

γ β

sup _

_ 12.116025.1

865.0

7.0180000147.0972.0

175.15.0

Bls

yac Blso =

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ×+⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ ×+= β





CCáálculo del volumen de Petrlculo del volumen de Petróóleo @ PIP yleo @ PIP y Tf Tf

BPP Bls yacblsbfpd Pet BFPDV oo 644sup _ / _ 12.125.02300.% =××=××= β

CCáálculo del volumen de Agua @ PIP ylculo del volumen de Agua @ PIP y Tf Tf

BAPDbfpd AyS BFPDV w 172575.02300% =×=×=

( ) bfpd bfpd V V V V wgot 25501725181644 =++=++=

CCáálculo del volumen Total a ser manejado por la Bombalculo del volumen Total a ser manejado por la Bomba





CCáálculo del % Gas Libre en la entrada de la Bombalculo del % Gas Libre en la entrada de la Bomba

%71002550

181 _ % =×=

++=

BFPD

BGPD

V V V

V LibreGas

wgo

g

Este valor es menor que el 10% del volumen total a manejarpor la Bomba. Por lo tanto no se requiere Separador de Gas..





Gravedad específica compuesta ( m )

( )[ ] 0752.06146.54.62 ×××+×××+×=

gwo BPPD RGP BAPD BPPDTMPF δ δ δ

( )[ ] ( ) Día

LbsTMPF 8390640752.07.05753006146.54.62085.11725865.0575 =×××+×××+×=

4.626146.5 ××=

BFPD

TMPF mδ

FT PSI mm /407.0939.0433.0433.0 =×=×= δ γ

Gradiente de la mezcla

939.04.626146.52550

839064

=××

=bfpd

Día Lbs

mδ

TMPF: Masa total del fluidoproducido(Lbm/dia)





NO APLICANO APLICA

Paso N°.5 : Cálculo de TDH

A partir del Gráfico para estimar caída de presión en tuberíasestándar o por la ecuación que rige este gráfico, se tiene:

)6,926(3040/407.0

010005500 m ft

ft psi

psi psi ft

PcsgPIP H NFD

m

b =⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −−=⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −−=γ

f cab PP NFDPiesTDH Δ++=)(

( ) pies pie psi

psiPSI PiesP

m

cab 7.245/407.0

100)( ===

γ

Paso N°.4 : Corrección por Viscosidad




8655,4

85,1

85,13,34100

083,2 ID

Q

C D

t

f

⎟ ⎠ ⎞⎜

⎝ ⎛

×⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ =

5.149995.1

3,34

2550

120

100083,2

8655,4

85,1

85,1

=

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛

×⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ = f D

La Pérdida total por fricción será:

( ) ( )Pies

PiesPiesP f 822

1000

5.1491005500)( =

×−=Δ

)1252(41088222463040 m pies pies pies pies =++

Paso N°.5 : Cálculo de TDH ( Cont.)

Con valor de Qt=2550 BFPD; C=120 y para tubería 2-3/8” EUEel diámetro interno es: 1.995 Pulg.


é d




Paso N°.6 : Selección de la BombaEn los catálogos de Bombas BES, se selecciona una que

cumpla con el caudal requerido en el lado derecho del punto

BEP y de mayor eficiencia.Se recomienda realizar la siguiente tabla :

B.E.P CAUDAL ESPERADO

Q FT/stg BHP/stg Efic(%) Q FT/stg BHP/stg Efic(%)

GCGC--22002200 22002200 45.545.5 1.101.10 6565 25502550 38.038.0 1.161.16 60.060.0

MODELO

Etapasstg ft

ft

STGFt

Ft TDH STG 108

/38

4108

/

)(

===

GCGC--30003000 30003000 40.540.5 1.351.35 6666 25502550 47.547.5 1.301.30 62.562.5


C i i Té i d Di ñ

http://0.0.0.0/

http://0.0.0.0/

http://0.0.0.0/

http://0.0.0.0/




Paso N°.6 : Selección de la Bomba


C it i Té i d Di ñ




Paso N°.6 : Selección de la Bomba






Paso N°.7 : Selección del Sello

Según los catálogos, el sello correspondiente a la serie de laBomba ( 5.13) y en función de las condiciones de fluidos y elPozo, el Sello es GSB ( G: Serie 5.13; S: Estándar; B: TipoBolsa(Baja temperatura).

HP sello:HP sello: La Potencia requerida para mover al Sello de acuerdoal levantamie Pto TDH es: 4,0 HP.

Paso N°.7 : Selección del Separador

Nota: El separador de Gas en este caso no aplica.Nota: El separador de Gas en este caso no aplica.






Paso N°.7 : Selección del Sello…cont.Curva Típica de Sello ( HP Vs. TDH ). Serie 400


C it i s Té ni s d Dis ñ




Paso N°.7 : Selección del Sello…cont.Curva Típica de Sello ( HP Vs. TDH ). Serie 500


Ubicar en Sitio Web de las empresasrespectivas





Paso N°.7 : Selección del Motor

En los catálogos, el Motor correspondiente a la serie del Sello y

Bomba es: Serie 500 (5.44 ó S. 5,62) en función de lasCondiciones de fluidos, el Pozo y capacidad en HP requerida:

NOTA: Se selecciona en catalogo un Motor de varios Voltajes y

Amperajes. Hacer balance Económico. 125 HP, 2270 V, 35 AMP.

NOTA: Se selecciona en catalogo un Motor de varios Voltajes y

Amperajes. Hacer balance Económico. 125 HP, 2270 V, 35 AMP.125 HP, 2270 V, 35 AMP.

( ) 939,00,116.1108. ×××=×××°= HPetapasetapasF Stg

HP Epatas N HP ohpm δ

HP HPm 118=

HP HP HP HP HP HP HP sellosepmtm 12240118 =++=++=

Potencia Total del Motor será:






Paso N°.8 : Selección del Cable de Potencia

La selección está en función de la carga del Motor (AMP),

temperatura promedio de fondo y la profundidad del equipo BES.

Ejemplo, en nuestro caso si selecciona un Motor de bajo

amperaje 35 AMP se tiene lo siguiente.

NOTA: Todos los cables delNo 1 al 6 aplican para esteejercicio.

NOTA: Todos los cables delNo 1 al 6 aplican para esteejercicio.

Caída VOLTAJE = 26 VOLT/1000 ftCaída VOLTAJE = 26 VOLT/1000 ft

F.TEMP. = 1,2F.TEMPF.TEMP. = 1,2. = 1,2

CaídaVOLT.TOT=26 x 1,201x 5,5CaídaVOLT.TOT=26 x 1,201x 5,5

Caída VOLT.TOTAL = 172 volts.CaCaíídada VOLT.TOTAL VOLT.TOTAL = 172= 172 voltsvolts..






Paso N°.8 : Selección del Cable Extensión del Motor

pies L L L L sellogassepbombacm 6 _ +++=

Se selecciona en función de la longitud de los componentes:Bomba, Sello y Separador de Gas + 6 pies adicionales.

COMPONENTECOMPONENTE LONG.LONG.BOMBABOMBA 18 FT 18 FT

SELLOSELLO 6.7 FT 6.7 FT

ADIC.ADIC. 6,0 FT 6,0 FT TOTAL LONG.TOTAL LONG. 30,7 FT30,7 FT

SE SELECCIONA UN CABLE DE 35 FT ( 10,7 MSERIE 544, FLAT CABLE.SE SELECCIONA UN CABLE DE 35 FT ( 10,7 MSERIE 544, FLAT CABLE.






Cálculo del voltaje perdido en el Cable

Paso N°.8 : Selección del Variador de Frecuencia

VOLT

LT F V

V

cablecablevolt

cable 1721000

.

1000 =

××⎟

⎠

⎞⎜

⎝

⎛ Δ

=

Voltaje en superficie

volt cable

V motor

V V 24421722270sup

=+=+=

Cálculo del KVA del motor

Cálculo del KVA perdido en el Cable

KVA I V

KVA motor motor motor 137

1000

73.1352270

1000

3=

××=

××=

KVA I V

KVA motor cablecable 4,10

1000

73.135172

1000

3=××=××=






KVA Total en superficie

Paso N°.9 : Selección del Variador de Frecuencia

KVAcableKVAmotor KVAKVA 4,1474,10137sup =+=+=

VARIADOR DE FRECUENCIA

SELECCIONADO: 150 KVA.

VARIADOR DE FRECUENCIA

SELECCIONADO: 150 KVA.

% Caida de Voltaje en cable

%71004,147

4,10

100% =×=×+

=ΔcableKVAmotor KVA

cable

KVA

cableV






10.1. Transformador Secundario

10.2. Caja de Venteo

VTX2: Voltaje máximo de salida delTransf. Secundario.

F.S: Factor de seguridad: 1,2 a 2,0

VTX2: Voltaje máximo de salida delTransf. Secundario.

F.S: Factor de seguridad: 1,2 a 2,0

Paso N°.10 : Selección de Accesorios

kvaVSDKVATX KVA 1802.11502.12 =×=×=

KV S F V

KV txventeo 93,2

1000

2.12442

1000

.2 =×

=×

=

CAJA DE VENTEO

SELECCIONADA: 4KV

CAJA DE VENTEO

SELECCIONADA: 4KV

TRANSFORMADOR

SELECCIONADO: 200 KVA

TRANSFORMADOR

SELECCIONADO: 200 KVA






10.3. Cabezal BES

10.4. Otros Componentes

Paso N°.10 : Selección de Accesorios

Cotejar Máx. presión del Yac.: <= 2300 PSI

Caract. Mecánicas del CSG Prod.: 7” X 32 LB/FT

Modelo/Tipo. Ejm: HHS 7 ” X 2-3/8”X 5000 LPC ( Seguridad)

Guarda Cables: Disponibles en 6 ft:

N°.= Long. Eqpo/6 ft = 36 FT/6= 6.

Bandas o Flejes: En cuerpo del equipo. si el pozo es vertical = 10

y encima del equipo cada 15 pies ( 367 flejes)

Centralizer : Según la serie del equipo en pozos desviados.

Vávula Check y de drenajes : Según el schedulle del tubing.

En este caso 2-3/8” EUE 8RD.






GravedadGravedad °° API API 1515

Temperatura de fondo (Temperatura de fondo (°°FF)) 140140

Viscosidad de fondo ( Viscosidad de fondo (CpCp )) 150150

PresiPresióón de entrada de lan de entrada de la Bomba(PIPBomba(PIP), PSI), PSI 300300Corte de agua (%)Corte de agua (%) 2020

Gravedad especGravedad especí í fica del agua (fica del agua (adimadim)) 1.061.06

Prof. Vertical de Asentamiento de la Bomba,Prof. Vertical de Asentamiento de la Bomba,PiesPies

52005200

PresiPresióón de Cabezal (PSI)n de Cabezal (PSI) 5050

Ejercicio Práctico BES No.2: Crudo Viscoso (Ref. APIRP110)

DATA SHEETDATA SHEET






1. Usando gráfica: Gas en

solución: 50 PC/BN

2. Usando el valor de Gas ensolución en el eje X y laviscosidad absoluta en Cp enlas líneas curvas laintersección en el eje de las Y

resulta el valor de Viscosidadde crudo saturado de gas =7070 cPcP..







3. Cálculo de la Gravedad

Específica de la mezcla: 50PC/BN

3. Cálculo de la Gravedad

Específica de la mezcla: 50PC/BN

4. Usando la figura anexa y laGravedad específica promedio0,985, convertir 70 Cp a SSU= 350 SSU.

4. Usando la figura anexa y laGravedad específica promedio0,985, convertir 70 Cp a SSU= 350 SSU.

API o

º5,131

5,141

+=δ

100

%

100

% AyS w

Pet om ×+×= δ δ δ

966,0155,131

5,141=

+=oδ

985.0100

2006.1

100

80966.0 =×+×=mδ

Gravedad específica

V i s c o s i d a d

e n C P

V i s c o s i d a d e n

S S U







5. Usando la Figura de la derecha

se obtiene el factor de

corrección por Emulsión para

un %Agua de 20: = 2,02,0

6. El 20% de Agua incrementa

la Viscosidad actual en un

factor de 2,0 = 350 SSU X350 SSU X2,0 =2,0 = 700 SSU.700 SSU.


Cr ter os écn cos de D seño





7. Se determinan los factores de

corrección a través de la

Tabla API, usando un 60% deeficiencia:

Factor de Capacidad 0,8050,805

Factor de Lev. 0,8250,825Factor de Potencia 1,31,3






8. Estimar Gradiente total de la mezcla:

== 0,985 x 0,433 = 0,427 psi/ft

9. Nivel de Fluido sobre la Bomba:

= PIP / Grad. Mezcla = 300psi / 0,427 psi/ft == 703 Ft.

10.Nivel de Fluido Dinámico desde superficie:

=

Prof. Vertical Bomba – FLOP = 5200 - 703 = 4497 ft

11.Nivel de Fluido Dinámico desde superficie corregido porViscosidad: = 4497 ft / Fh = 4497 Ft / 0,825 == 5451ft5451ft






12. Caida de Presión por Fricción:

= De la tabla o ecuación , usando 800 BPD y tubing de

2-3/8” 145 ft / 1000 FT.

NOTA: Se uso la tabla corregida por Viscosidad.NOTA: Se uso la tabla corregida por Viscosidad.

13. Caida de Presión por Fricción TOTAL:= 145 ft / 1000 FT x 5200 ft == 754 ft.

14. Presión de Cabezal en Pies:

= 50 PSI / 0,427 PSI/FT = 117 ft. Corregido:117 PSI/Fh=

117 PSI / 0,825 = 142 FT

15. TDH total: = NFD + Pcab + Pfricción (FT) =

5451 ft + 754 ft + 142 ft= 6347 FT






16.16. Corrección del Caudal por el factor de corrección porViscosidad: = Qt / Fq = 800 BPD / 0,805 = 944 BPD

17. Selección de la Bomba: = Con 944 BPD y la curva abajo

se selecciona la Bomba: 308 etapas y 0,24 HP / STG.






18. Selección del Motor:

HPm= N°. STG x HP/STG x Fhp x Grav.Esp. Mezcla

HPm= 308 STG x 0,24 HP/STG x 1,3 x0,985

HPm = 94,65 HP






PARAMETROPARAMETRO API* API* REDAREDA

Factor deFactor de

CapacidadCapacidad

0.8050.805 0.920.92

Factor deFactor de LevantLevant.. 0.8250.825 0.950.95

Factor de PotenciaFactor de Potencia 1.301.30 1.171.17

Factor deFactor deEficienciaEficiencia

NANA 0.750.75

NN°°.. EatapasEatapas 308308 281281

HP motorHP motor 94.6594.65 7979

ProducciProduccióónn

EstimadaEstimada800800 868868

TDHTDH 63476347 56105610

* RECOMENDADO PARA CRUDOS DE VISCOSIDAD MEDIANA. COMBINAR EXPERIENCIA.


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