本发明公开了一种观测坐标系下页岩地层地应力的精细预测方法，包括：通过测井资料获取基本物性参数；建立观测坐标系下页岩岩石物理模型；预测并输出本构坐标系下的各向异性刚度系数和经过垂化处理的纵、横波时差；计算动态各向异性岩石力学参数，计算静态各向异性岩石力学参数；计算观测坐标系下的地层孔隙压力；结合静态各向异性岩石力学参数和预测的地层孔隙压力，精细评价最大、最小水平主应力。本发明建立了各向异性页岩地层在造斜段、水平段等观测坐标系下岩石力学参数、地层孔隙压力和地应力的精细预测体系，解决了各向异性页岩地层中测井资料在造斜段、水平段等观测坐标系下不能直接用于岩石力学参数、地层孔隙压力及地应力的评价难题。