Capito qual era il problema. In MongoEngine "connetti" metodo, il replicaSet il parametro doveva essere specificato come segue:
connect(db = "my_db", replicaSet = "my_replica_set_name", host = "hostname", port = "port_number")
La sintassi della preferenza di lettura è corretta come specificato sopra. Passaggio nel replicaSet parametro ha funzionato.