Este documento describe el bombeo electrosumergible, un sistema de levantamiento artificial que usa energía eléctrica para bombear fluidos desde el fondo de un pozo. Explica los principios, equipos, ventajas y desventajas del método, así como los parámetros y procedimientos de diseño. También incluye un ejemplo práctico del cálculo de la cabeza dinámica total, selección de bomba, cable y tablero para un pozo específico. En conclusión, el bombeo electrosumergible ha demostrado ser un

1. Bombeo Electrosumergible
República Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
Producción de Hidrocarburos – SAIA Extensión Maracaibo
Ainee Montiel C-27.689.389
Ing.Petróleo
Profesora: Deisy Díaz
Agosto, 2020

2. Índice
Bombeo Electrosumergible
● Introducción
● Principios
● Aplicación
● Ventajas y Desventajas
● Equipos de Superficies
● Equipos de Subsuelo
● Parámetros para el Diseño
● Procedimiento para el Diseño
● Ejemplo Práctico
● Conclusión

3. Introducción
Inicialmente uno de los puntos más importantes en la industria petrolera
es la producción de crudos, esta se basa en distintos métodos para su
extracción. En los pozos productores por flujo natural se presenta un
momento donde ya no pueden producir por sí mismos, por ello se busca una
fuente de energía externa para ser retomados y poder producirse mediante
diferentes métodos de levantamiento artificial, entre el que destaca el método
de bombeo electrosumergible, el cual es considerado como uno de los más
económicos y efectivos para levantar altos volúmenes de fluidos desde
grandes profundidades.

4. Bombeo Electrosumergible
Sistema de levantamiento artificial que emplea
energía eléctrica convertida en energía
mecánica para levantar una columna de fluido
desde un nivel determinado hasta la superficie,
descargándolo a una determinada presión.
Un sistema electrosumergible se puede dividir
en tres partes:
● Equipos de Superficie
● Equipos de Subsuelos
● Cables

5. Instalación típica de Bombeo Electrosumergible

6. Bombeo Electrosumergible
Entre las características del sistema están su
capacidad de producir volúmenes considerables de
fluido desde diferentes profundidades, bajo una
amplia variedad de condiciones del pozo y
particularmente se distingue por que, el motor está
directamente acoplada con la bomba en el fondo del
pozo. El ensamble de bombeo eléctrico trabaja sobre
un amplio rango de profundidades y volúmenes, su
aplicación es particularmente exitosa cuando las
condiciones son propicias para producir altos
volúmenes de líquidos con bajas relaciones
gas-aceite.

7. Principios del método de Bombeo
Electrosumergible
Suministrar energía a los fluidos
dentro de la tubería a través de la
conversión de energía cinética a
potencial (presión). La energía
cinética es transferida por el
movimiento rotativo de la bomba
(álabes), que a su vez es impulsada
por un motor eléctrico de fondo que
es energizado por un cable desde
superficie.
Como la energía es cedida dentro
del pozo la bomba incrementa la
presión y no succiona el yacimiento,
este método se ve favorecido al
tener menor contrapresión en
fondo.

8. Aplicación del Bombeo Electrosumergible
Utilizados en:
● Pozos con revestimiento pequeños
● Pozos con alta y baja viscosidad
● Pozos con temperatura de fondo
(500ªF)
● Pozos con baja relación de gas.
● Pozos con grandes volúmenes de
crudos
● Pozos con producciones de alta Bpd

9. Ventajas del Bombeo Electrosumergible
● Rango de volúmenes de producción altos.
● Se puede instalar en pozos desviados sin
problemas.
● Aplicable en pozos de petróleos viscosos.
● Soportan altas presiones.
● Fácil de instalar y operar.
● Costo bajo.
● Se pueden instalar sensores de fondo para
tener una mejor data del yacimiento.
● Requiere fuente de energía eléctrica
externa o con generación propia.

10. Desventajas y limitaciones del
Bombeo Electrosumergible
● Es imprescindible la corriente eléctrica.
● Costo Inicial alto.
● No se aplica a completamientos múltiples.
● Los cables se deterioran al estar
expuestos a altas temperaturas.
● No es recomendable usar cuando hay alta
producción de sólidos.
● Con presencia de gas libre en la bomba,
no puede funcionar.
● Limitación por tamaño del revestidor.
Se debe hacer servicio si
presenta daños la unidad.

11. Equipos de superficies
● Transformador
● Cabezal de descarga
● Tablero de Control
● Variador de frecuencia
● Caja de venteo
● Accesorios

12. Equipos de Subsuelos
● Motor
● Protector o sello
● Separador de sello
● manejado de gas
avanzado
● Cable de potencia
● Bomba
● Sensor de fondo

13. Equipos de Subsuelos

14. Parámetros para el diseño de Bombeo
Electrosumergible
● API del crudo.
● Corte de agua.
● Gravedad específica del agua.
● Gravedad especifica del gas.
● GOR.
● Temperatura del Yacimiento, del
fondo y de superficie.
● Perforación (vertical).
● Diámetro del Tubing y del Casing.
● Tipo de sello y separador.
● Índice de Productividad.
● Método IPR.
● Impurezas del gas.
● Presión de burbujas, de cabezal y
del Casing.
● Viscosidad profundidad de la
bomba.
● Eficiencia de separador.
● Correlaciones PVT y para flujos
multifásicos.
● Tipo de bomba.

15. Procedimiento para el diseño de Bombeo
Electrosumergible
1.Recopilación de la información del pozo:
● Diámetro, grado y peso de los forros.
● Intervalos perforados.
● Profundidad estimada de la Bomba.
● Presiones estática y fluyente al punto
medio de perforaciones.
Características del Fluido
● Gravedad Específica del Petróleo
● Gravedad Específica del Agua
● Viscosidad del Petróleo
Datos de Producción
● Régimen estimado
● % de agua
● G.L.R.
● Nivel Estático
● Nivel Dinámico
Datos del Reservorio:
● Presión de Burbuja

16. 2. Determinación de la capacidad de producción
3. Estudio de la curva IPR
4. Estudio de flujo a nivel de colación de la bomba
5. Especificación de profundidad de asentamiento de la bomba
6. Establecimiento de condiciones de operaciones deseadas, determinando la
presión de entrada de la bomba requerida para estas condiciones.
7. Cálculo de altura de la columna dinámica total requerida.
8. Selección de un tipo de bomba según las curvas de desempeño que s ajuste
al diámetro de la tubería y que la tasa de producción se ubique dentro el
rango.
Procedimiento para el diseño de Bombeo
Electrosumergible

17. Procedimiento para el diseño de Bombeo
Electrosumergible
9. Selección del tamaño y modelo adecuado del sello según la información
proporcionada.
10. Selección del motor que cumpla con los requerimientos de potencia para
mover el conjunto de la bomba y la sección sellante.
11. Determinación de los límites operacionales y limitaciones de la carga.
12. Selección del tipo y tamaño del cable de potencia en base a la corriente
estimada de consumo, temperatura del conductor y dimensiones del espacio.
13. Cálculo de voltaje de superficie y pérdidas ocasionadas por longitud del
cable. Cálculo de requerimientos de KVA de los equipos a conectar.
14. Selección de accesorios y equipos opcional.

18. Datos del Pozo
● Diámetro del casing: 7’’, 23 Lpp
● Diámetro del tubing: 2 7/8’’, 6,5 lpp
● Intervalos perforados (MPP): 7500ft, TVD
● Profundidad de pozo (TVD):
Condiciones del fluido del pozo
● Gravedad específica del gas: 0,67
● Gravedad específica del agua:1,07
● Grados API del aceite: 35º
● Presión de burbuja:630 psi
● Viscosidad del aceite.
● Factor de compresibilidad del gas: 0,88
● Factor volumétrico del aceite: 1,05 Bb/STB
● Factor volumétrico del agua: 1 Bb/STB
Ejemplo Práctico
Datos de producción
● Presión en cabeza de pozo: 200 psi
● Rata de producción: 1900 BPD
● Nivel estático de fluido y/o presión
estática de fondo de pozo: 2750 psi
● Temperatura de fondo de pozo (BHT):
210ºF
● Relación Gas – Petróleo (GOR): 110
scf/STB
● Corte de agua (Wc):50%
● Posibles problemas
● Corrosión
● Escamas
● Producción de arena.

19. TDH = Hd + Ft + Pd
Donde:
● Hd = distancia vertical en pies
(metros) entre la cabeza del pozo.
● FT = Cabeza requerida para
superar la pérdida por fricción en
la tubería, medida en pies.
● Pd = la cabeza requerida para
superar la fricción en la tubería
de superficie, las válvulas y
conexiones.
Ejemplo Práctico
CABEZA DINÁMICA TOTAL TDH =
4283 ft + 350ft + 481,25 TDH =
5114,25 ft
%Gas Libre = Gas Libre / Vt * 100=
%Gas Libre= 1.95%

20. Calculo de numero de etapas, tamaño
óptimo del motor y analizar las
limitaciones:
Total Etapas = TDH/Cabeza por etapas.
Donde : TDH = Carga dinámica total [m].
Elevación por etapas [m/etapa]
Ejemplo Práctico
● Total etapas T= 120
● Total etapas R =131
Potencia requerida en la bomba=
HP= (etapas totales)*
(HP por etapa)
HP = 153,27 HP

21. IPR

22. Selección de la bomba:
La bomba seleccionada deberá ser aquella en que el caudal teórico a extraer
(2310 BPD) se encuentre entre los límites óptimos de trabajo de la misma y
cerca de la máxima eficiencia. Para este caso seleccionaremos una bomba:
REDA GN 2500, 131 etapas, CR, CT, RA, ES
De las curvas de performance de la bomba se obtiene:
● EPE( Elevación por etapa)=42,5 ft/Etapa
● HP/etapa=1,71
● Eficiencia Energética= 61,97%
Ejemplo Práctico

23. Selección del cable:
La selección del mismo se realiza
teniendo en cuenta la corriente
máxima consumida y que la caída
de voltaje sea inferior a
aproximadamente 10 volt/100m.
Ejemplo Práctico
Para una corriente de 65 A y caída
de 19,2 V/1000 ft seleccionamos un
Cable #2. Resistente a la
corrosión (Redalead ELB);
Armadura Monel; 4KV; 2/7; con
capilar para inyección de química
en fondo; Longitud 7000 pies.

24. Selección del tablero de información y
del transformador:
Potencia disponible es de 13,8 KV
KVA@sup =
(1732*(Vsup)*Amotor)/1000
KVA@sup = (1732*2026,5*65)/1000
KVA@sup = 228,14 KVA
De 13800V @ 480V
Ejemplo Práctico

25. Conclusión
El bombeo electrosumergible ha probado ser un sistema artificial de
producción eficiente y económico. En la industria petrolera,
comparativamente con otros sistemas artificiales de producción tiene
ventajas y desventajas, debido a que por diversas razones no siempre puede
resultar el mejor, es decir un pozo candidato a producir artificialmente con
bombeo electrosumergible, debe reunir características que no afecten su
funcionamiento como las altas relaciones gas/aceite, las altas temperaturas, la
presencia de arena en los fluidos producidos, que son factores con influencias
indeseables sobre la eficiencia del aparejo.