本发明涉及基于自平衡应力场分析的井筒水泥环安全载荷计算方法，包括：获取井筒所在位置的地应力大小，并分析地应力的分布规律；对井筒水泥环同等条件下的养护试样开展岩石力学实验；分析某一无序波动荷载应力分布，构建与时间无关的自平衡应力场；推导结构在波动态无序载荷下稳定存在的力学形式，计算得到水泥环的安全载荷。本发明从理论分析的角度计算井筒结构的安全载荷，简化了一般弹塑性分析复杂的计算过程，无需考虑复杂的加载历史，该方法考虑了井筒尺寸、周围地层应力大小、井筒结构的材属性，预判结果准确度高。