本发明涉及一种多层油气资源量预测方法。该方法在预测包含多个油气聚集单元的勘探目标的油气资源量时，不仅考虑了各油气聚集单元的含油气概率，而且还考虑了各油气聚集单元之间不同地质场景，包括各油气聚集单元成藏条件的依赖关系、上下叠置层关系、计算参数的关联性以及断层的封堵性等。在此基础上进行多次模拟，每一次模拟中，选择油气聚集单元特定的组合形式，根据地质场景合理量化油气聚集单元的计算参数，基于量化后的计算参数模拟计算每一个油气聚集单元的资源量，然后将各油气聚集单元的资源量累加以作为最终的多层油气资源量计算结果。由此获得的多层油气资源量概率分布情况更加符合勘探目标的实际地质情况。