Personer med insyn säger till Bloomberg att oljan är lastad på en tank och är på väg till den israeliska raffinaderigruppen Bazan Group.
Det uppges vara första gången på länge som råolja från Venezuela ska gå till Israel.
Utvecklingen sker efter att USA tidigare i år inledde en militär operation mot Venezuelas president Nicolás Maduro och därefter sagt sig ha tagit kontroll över landets oljeexport. Washington uppges också ha beslagtagit flera tankfartyg som anklagats för att bryta mot amerikanska sanktioner, däribland ett ryskflaggat fartyg i Atlanten. Samtidigt har venezuelanska producenter förbjudits att göra affärer med Ryssland och Kina.
Men Venezuelas regering slår hårt tillbaka mot uppgifterna. Kommunikationsministern Miguel Pérez Pirela har publicerat ett inlägg där han kallar Bloomberg-rapporteringen för “FAKE” och säger att landet inte exporterat olja till Israel.
Venezuela avslutade sina diplomatiska relationer med Israel redan 2009 och har sedan dess profilerat sig som stödjare av Palestina i många internationella sammanhang.
Tidigare i år sade USA:s president Donald Trump att Washington planerar att "kontrollera Venezuelas oljeresurser på obestämd tid".
