本申请提供一种基于页岩油赋存状态表征的页岩游离油饱和度预测方法。包括：获取N个来自页岩的样本岩心在M个横向弛豫时间区间对应的孔隙度；样本岩心在M个横向弛豫时间区间对应的孔隙度的和为样本岩心的总孔隙度；获取N个样本岩心的页岩油赋存状态表征和游离油饱和度；根据N个样本岩心在M个横向弛豫时间区间对应的孔隙度和N个样本岩心的游离油饱和度，确定每个横向弛豫时间区间对应的权重；根据上述每个权重，构建页岩游离油饱和度预测模型；页岩游离油饱和度预测模型用于获取待测岩心的游离油饱和度，进而确定页岩的游离油饱和度。上述方法主要应用于井下测量数据的处理与解释。本申请提高了获取页岩游离油饱和度的准确性。