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二连盆地上古生界主要烃源岩为暗色泥岩，分布面积广，厚度大，其有机质丰度较高，为中等一好烃源岩，有机质类型为II2-III型，烃源岩基本处于成熟阶段―凝析油湿气阶段，演化阶段适中，具备形成原生油气藏的能力。灰岩丰度普遍较低，多数为差―非烃源岩，部分地区丰度较高，可达中等―好烃源岩标准，有机质类型基本为II2-III型，有机质热演化程度与泥岩相似。井下样品泥质岩为好烃源岩，灰岩为中等烃源岩，热演化程度基本在成熟阶段―凝析油湿气阶段，具备形成原生油气藏的能力。其中盆地东北部东乌旗―霍林郭勒市、南部克什克腾旗―苏尼特右旗地区上古生界处于晚期成岩带，Ro<2.0%,是有利油气远景区。