在钻井或竖井中的重力测量是研究重力垂直分量随深度的变化，该变化是由地下密度不均匀体的垂向及横向位置的变化所引起的。对于一口井而言，重力垂直分量的变化主要是由仪器与地下密度不均匀体之间垂向距离的变化，以及密度不均匀体与围岩之间的密度差所引起的，因此井中重力测量可以提供垂向的密度变化。坑道中的重力测量若只在一个坑道中进行，则其原理与地面重力测量相类似，可提供坑道附近横向密度变化的资料。若在多层坑道中进行重力测量时，则可提供不同深度处密度变化的资料。

19世纪及20世纪初，就有地下重力测量工作，但地下重力测量的实际应用在20世纪50年代初才正式开始。1950年，地下重力测量解决问题的能力以及进行地下重力测量时应考虑的一些干扰因素被论述研究。同年，地下重力测量方法得以详细阐述，并把地下重力测量测得的密度值与取自同一矿井中标本的密度值作了比较，还讨论了产生误差的可能因素，提出了资料处理的基本方法，特别是提出了根据地下重力测量值计算密度值的基本公式：

式中为密度；为垂直距离为的两点间的重力差；为校正值；为自由空气梯度（即地表处的）；为万有引力常量。

上式是按照穿过密度为，厚度为的均质无限大水平岩层时重力垂直变化为的条件下导出的，因此用此式计算的密度值不受井壁情况的影响。

地下重力测量主要测量穿越岩石的垂向密度变化及井周围岩石的横向密度变化。地下垂直重力测量得到的密度能够达到0.01克/立方米的精度。地下重力测量通过在井中一系列根据测井图选定的测点停放井中重力仪及读数来进行。测出一系列的重力垂直变化及相应的深度差，就可以由上式计算出岩层的密度。根据岩层密度的垂向分布，可以发现与油气储集层有关的低密度岩层。

在利用重力仪进行地下重力测量时要注意下列几个问题。①要准确地确定测点的深度。深度测量误差是钻井重力测量中最大的误差来源。②防止操作时的噪声干扰，即使是轻微的振动也要注意。要使仪器保持固定。③注意测点与点距的选择。在不考虑地质体与井的距离时，测点的间距愈小，深度的分辨率愈高。点距一定要等于或小于要求的深度的分辨率。测点最好选在地层的交界面左右，使测出的地层平均密度更真实。

为了比较精确地计算出地层的密度值，必须通过一些校正，消除实测钻井重力值包含的各种外界影响。这些校正包括仪器的格值校正，地形校正，潮汐重力变化校正，自由空气梯度校正，仪器零点漂移校正，钻孔倾斜校正，井径变化校正以及井中流体、水泥等引起的井眼影响校正等。

在竖井或坑道中进行地下重力测量时，可采用地面常规使用的重力仪；而钻井中的地下重力测量则必须采用井中重力仪。限于井孔的直径与环境条件，要求钻井重力仪具有直径小，可承受较高的温度及压力的变化，并在与铅垂线有一定偏离的条件下进行测量。1966年，LaCoste-Romberg公司制出第一台实用的钻井重力仪。仪器的早期试验非常成功，其后即用于研究油气田。1977年，又研制出耐高温的细口径LaCoste-Romberg钻井重力仪及低速测井绞车。该仪器的最小直径为10厘米，可在井斜14°，环境温度为200℃，及环境压力为172兆帕（MPa）的高压下连续工作30小时，重力测量精度为0.03×10^-6米/秒²。在3米的垂直间隔内相应的密度测量精度为0.01克/立方厘米。此仪器可用于陆上及海洋的钻井重力测量。

地下重力测量方法分为三种：井中重力测量、钻井重力测量和地下水平重力测量。

井中重力测量和钻井重力测量基于同一原理，即量不同深度点之间的重力差，除与密度不均匀体质心的水平距离有关外，还与密度不均匀体质心的垂直距离有关。与地面重力测量不同的是对某个密度不均匀体，地面重力测量观测点与密度不均匀体质心之间的垂直距离是固定不变的，所改变的是观测点与密度不均匀体质心的水平距离，所以地面重力测量是研究重力场在地面的二维变化。

井中改变的是垂向距离，研究的是垂直于地面的沿井的一维重力变化。这两种方法的不同点是由于观测的场所不同，温度压力等环境条件相差极大，这导致了在钻井中要采用耐高温、耐高压的自动化钻井重力仪进行重力测量，而在竖井中则采用地面使用的常规重力仪进行重力测量；其次，在钻井重力测量中需进行井斜校正和噪声校正，而在竖井中需进行坑道校正；另外，钻井重力测量中的测点可根据需要而设定，而竖井重力测量由于种种因素限制，一般均在与竖井相连接的平巷口进行测量。

地下水平重力测量与地面重力测量相比更接近矿体及有关构造，因而地下水平重力测量能观测到更强的异常强度，具有更高的分辨能力；由于在地下深处进行，受地形起伏的干扰比地面测量所受干扰要小。

地下重力测量采用与地面常规重力测量相同的工作方法，但是地下重力测量所勘探的对象一般均是相当小的。最常用的工作方法是以与竖井最接近的测点为基点，从基点开始观测，采用向前循环的观测方法，测出某一平巷中各测点的重力差值。若在同一矿区，有多层相互重叠的平巷，则还应用闭合回路重复观测的方法对每一平巷中的基点及竖井口附近的基点进行连测。

井中重力测量具有下列几个方面的用途：①储集层评价。确定孔隙度，精度可以达到0.05%。②沉积盆地的密度规律研究，精确估计井中的地层密度。③在油气田的勘探与开发中，可用于确定天然气饱和带，发现含油气层位及远处孔隙带。④对抽油引起的钻进变化进行监测。美国还应用井中重力测量检查地下核试验井周围岩石的安全性，以免放射性气体经过断层逸出等。

研究热点包括：①改进现行井中重力仪；②开发性能等同或优于现行仪器的廉价井中重力仪；③研制井中重力梯度仪。