本发明提供一种下伏灰质地层干涉的薄层厚度定量预测方法，该方法包括：地震正演模拟，定量分析下伏灰质地层对薄层砂岩的地震干涉特征；通过实钻砂体厚度统计，确定所述薄层砂岩的优势调谐频率；地震分频处理，提取所述优势调谐频率下的最佳地层切片组合；实钻井厚度约束，建立分频切片融合公式；利用所述分频切片融合公式，对灰质干涉下的薄层厚度进行定量预测。本发明在地震正演模拟分析基础上，优选了消除下伏灰质地层干涉影响的地层切片组合，并在实钻厚度约束下，建立了薄层厚度定量公式，显著提高了薄层厚度预测精度，可在无法开展叠前地震反演情况下，消除下伏灰质地层干涉影响，实现薄层厚度定量预测。