本发明属于油井储层参数预测领域，具体涉及一种油气储层渗透率预测模型的构建方法及其应用，方法包括获取待测油井目标样本集和辅助油井辅助样本集；从辅助样本集选出多个样本构成分类训练样本集，结合目标样本集二类训练分类器；采用训练的分类器生成辅助样本集中各样本与待测油井相关性大小以作为该样本初始权重，从辅助样本集中确定初始权重大于过滤阈值的多个样本构成辅助训练样本集；调整该多个样本初始权重使得各样本权重加和不大于目标样本集中各样本权重加和；基于目标样本集、辅助训练样本集以及各样本权重训练渗透率预测模型。本发明适用于新井训练样本不足下的储层渗透率预测，提高在低比例训练样本数据集下油气储层渗透率预测准确性。