Территория района работ расположена на стыке двух крупных регионов. Северная часть района исследований относится к Арыскумской седловине Южно-Торгайской впадины, а южная её часть – к северной периферии Нижнесырдарьинского (Жосалинского) поднятия.
Первые краткие сведения о геологии района относятся ко второй половине нашего столетия. До 50-х годов XIX века основное внимание геологов было сосредоточено на более интересные, в промышленном отношении соседние районы.
В пределах описываемого района в 1912 году начинает свои геологические исследования Н.Г. Кассин, работы его представляют огромный интерес. В них наблюдается первая попытка создания стратиграфической схемы третичных образований Тургайской впадины.
В связи с большой удаленностью рассматриваемой территории от обжитых районов изучение её гидрогеологических условий было начато по существу лишь с конца 30-х годов ХХ века. Так, впервые родники урочища Мынбулак, расположенного в 20 км к востоку от участка проектируемых были описаны Б.А. Петрушевским (1929 г.). Позже новые данные по гидрогеологии и гидрохимии Мынбулакского бассейна опубликованы в работах Е.В. Посохова (1944 г., 1957 г.).
С 1930 по 1941 г.г. работы, проведённые Герасимовым И.П., Чихачевым П.К., Яцкевичем Г.У. и др. в основном посвящены исследованию прибрежной части р. Сырдарьи.
В 1948 г. Н.Э. Зейбернихом и Т.С. Ситниковой, а в 1949 г. Н.Э. Зейбернихом и Л.Т. Казанцевой составляется сводная гидрогеологическая карта масштаба 1:1000 000 листа L-41.
В пояснительной записке к ней приведены характеристики всех водоносных горизонтов. По мнению авторов глубокие горизонты не перспективны.
Более широко гидрогеологические исследования стали проводиться на описываемой территории к концу 50-х годов. С этого времени начинается планомерное гидрогеологическое картирование описываемой территории в масштабе 1:500000. Съемочными работами были охвачены южная часть Торгайского прогиба, Приаральские Каракумы и территория Северо-Кызылкумского артезианского бассейна. Исследования проводили Н.Э. Зейберлих, А.Т. Алещенко, В.П. Овчинников, А.И. Шандыба, М. Малишич и др. В 60-е – 70-е годы было издано большое количество карт масштаба 1:500000 по территории района работ, однако их информативность остается недостаточно высокой в связи с малыми объемами буровых работ и недостаточной глубиной картирования.
В 1950-53 г.г. в северных Кзыл-Кумах гидрогеологическими исследованиями занималась Кзылкумская гидрогеологическая партия Казахстанской гидрогеологической экспедиции. Результаты работ были изложены в отчётах этой партии за 1952-1953 г.г. Исследования проводили гидрогеологи В.И. Дмитровский, А.И. Шандыба, Ф.А. Крюков, М.И. Сорокин и др.
В эти же годы Каракумской гидрогеологической партией проводилась гидрогеологическая съёмка масштаба 1:500 000 для сельскохозяйственного водоснабжения на территории, охватывающей район.
В 1953 году А.Т. Алещенко и Е.И. Любченко был составлен отчёт по результатам работ Каракумской гидрогеологической партии.
В 1962 году В.И. Дитровским была завершена диссертационная работа «Подземные воды Восточного Приаралья и перспективы их использования в народном хозяйстве». В этой работе дана подробная характеристика всех имеющихся водоносных горизонтов и комплексов, условия их формирования.
В 1964 г. коллективом авторов Северо-Казахстанского геологического управления, ныне МД «Севказнедра» (А.М. Захаров) закончено составление сводных геологических карт м-ба 1:500000 платформенного чехла и фундамента, охватывающих всю территорию Торгайского прогиба с севера на юг вплоть до широты 48°. В объяснительных записках к картам приведено подробное описание стратиграфии и тектоники этого региона.
В 1964-67 г.г. на территории соседнего листа L-41-XXIV проводилась гидрогеологическая съёмка масштаба 1:200 000, в результате которой выявлены закономерности формирования и распространения подземных вод.
В 1969 году Ахмедсафиным У.М., Джабасовым М.Х. и др. из АН КазССР составлена «Карта подземных вод пастбищных территорий Казахстана» масштаба 1:1000 000.
Конец 60-х, начало 70-х годов прошлого столетия характеризуется широким развитием съемочных гидрогеологических работ масштаба 1:200000 с применением геофизических методов исследований и аэрометодов. Работы проводились Кызылординской ГГЭ и Жезказганской ГРЭ (Р.А. Фатхуллин, Т.А. Бейпилов, С.А. Мукуршин, В.И. Кузнецов, В.М. Добрынин, Н.А. Альшаев и др.). В результате этих работ было уточнено геологическое строение закартированной площади, выделены перспективные водоносные горизонты и комплексы, дана оценка степени водообильности водоносных толщ, минерализации, химического состава, температурного режима и глубин залегания подземных вод. По отдельным участкам был произведен подсчет прогнозных эксплуатационных запасов. Недостатком этих работ является сравнительно небольшая глубина (до 300-500 м) картирования.
С 1974 по 1977 гг. Кызылординской экспедицией проводились поисковые и разведочные работы для орошения земель, а также для хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения нефтепромысла Кумколь и спецобъектов (А.Я. Куцевалов, Я.У. Арыстанбаев, В.И. Ким). Объектом разведки были подземные воды меловых отложений.
В результате этих исследований были разведаны и подготовлены к промышленному освоению Кызылкумское месторождение подземных вод с эксплуатационными запасами в количестве 71,5 тыс. м3/сутки, Кумкольское – 15,5 тыс. м3/сутки, Мынбулакское – 250 тыс. м3/сутки.
Особенно резко улучшилась гидрогеологическая изученность территории в период поисков и разведки Мынбулакского месторождения подземных вод (1974-1988 гг., Я.У. Арыстанбаев и др.). Работы были проведены на обширной территории от области питания подземных вод верхнемеловых отложений в низовьях бассейна р. Сарысу на северо-востоке района до области разгрузки в юго-западной части Мынбулакского артезианского бассейна, ограниченного продолжением Главного Каратауского разлома. В результате этих работ были весьма хорошо изучены водоносные комплексы сенонских (коньяк-кампанских) туронских и сеноманских отложений в целом по всей площади района работ.
В 1971-1974 гг. коллективом исследователей ПГО «Центрказгеология», ныне МД «Центрказнедра» завершена групповая комплексная геолого-гидрогеологическая съемка масштаба 1:200000 листов L-41-V, VI, X, XI и XII (В.М. Добрынин и Н.А. Альшаев). Геологические и гидрогеологические карты этих листов были подготовлены к изданию в 1976 г. и изданы в 1978 г.
В 1976 г. издана монография «Тектоника области сочленения структур Урала, Тяньшаня и Центрального Казахстана (А.А. Абдуллин, Б.С. Цирельсон и др.), в которой на основе использования всех имеющихся материалов глубокого бурения, сейсмо-магниторазведки и гравиметрии дано наиболее полное описание структур платформенного чехла и фундамента.
В 1981 г. под редакцией С.Е. Чакабаева издается атлас геологических карт Казахсткой СССР масштаба 1:500000 Торгайско-Мугоджарской серии с объяснительной запиской.
К настоящему времени вся территория Торгайского прогиба покрыта геологической съемкой м-ба 1:200000.
С 1981 г. по настоящее время на территории Южно-Торгайской впадины и прилегающих к ней площадях широко проводятся поисково-разведочные работы на нефть и газ, включающие сейсмо-магниторазведку, гравиметрию и глубокое разведочное бурение. В результате этих работ были открыты месторождения нефти, в том числе и Арыскумское, находящиеся в стадии разработки.
В последние годы новый толчок к дальнейшим гидрогеологическим исследованиям описываемого района вызвала промышленная разработка нефтяных месторождений, открытых в юрских и неокомских отложениях (Кумколь, Акшабулак Центральный, Арыскум и ряд других, более мелких).
В 2000 г. ТОО СП «Казгермунай» выполнило работы по доизучению месторождения подземных вод Акшабулак. Работы выполнены по программе, утвержденной ТУ «Южказнедра» (протокол № 35/2000 от 27.04.2000 г.).
В 2002 г. в связи с увеличившейся потребностью в технических подземных водах ТОО НППФ «КазГИДЭК» была выполнена доразведка месторождения подземных вод Акшабулак и переоценка его эксплуатационных запасов (Жексембаев Ю.М. и др.). В результате выполненных работ ГКЗ РК были утверждены запасы подземных вод этого месторождения по водоносному комплексу сенон-палеоценовых отложений в количестве 16000 м3/сутки по категории В и 6000 м3/сутки по категории С1 (протокол ГКЗ РК № 218-03-У от 26 марта 2003 г.).
В 2004 г. ТОО НППФ «КазГИДЭК» (Жексембаев Ю.М. и др.) выполнена разведка и оценка эксплуатационных запасов подземных вод для производственно-технического водоснабжения нефтяного месторождения Кызылкия. В результате выполненных работ ГКЗ РК были утверждены эксплуатационные запасы подземных вод в количестве 5000 м3/сутки по категории В (протокол ГКЗ РК № 389-05-У от 16 марта 2005 г.)
В 2004 г. ТОО «Акжол» выполнило разведку и переоценку эксплуатационных запасов подземных вод сенон-палеоценового водоносного комплекса на участке №1 Кызылкумского месторождения для технического водоснабжения объектов «Петро Казахстан Кумколь Ресорсиз», по результатам которых ТКЗ ТУ «Южказнедра» утверждены запасы в количестве 986,3 м3/сутки по категории С1 (протокол ТКЗ ТУ «Южказнедра» № 821 от 15.04.2004 г.).
В 2005 г. ТОО НППФ «КазГИДЭК» выполнило переоценку эксплуатационных запасов подземных вод сенон-палеоценового водоносного комплекса на участке №1 Кызылкумского месторождения для технического водоснабжения опорной базы ЗАО «Тургай Петролеум» (скв.№№ 7в, 8в). ТКЗ ТУ «Южказнедра» утверждены эксплуатационные запасы по категории С1 в количестве 95 м3/сутки (протокол ГКЗ РК № 865 от 31.03.2005 г.).
В 2005 г. ТОО НППФ «КазГИДЭК» (Рачков С.И. и др.) выполнена разведка и оценка эксплуатационных запасов подземных вод для производственно-технического водоснабжения нефтяного месторождения Арыскум. В результате выполненных работ ГКЗ РК были утверждены эксплуатационные запасы подземных вод в количестве 4000 м3/сутки по категории В (протокол № 425-05-У от 23 июня 2005 г.)
В этом же году ТОО НППФ «КазГИДЭК» выполнило переоценку эксплуатационных запасов подземных вод сенон-палеоценового водоносного комплекса на участке №1 Кызылкумского месторождения для технического водоснабжения АО «Нефтяная компания КОР». Эксплуатационные запасы утверждены ТКЗ ТУ «Южказнедра» в количестве 95 м3/сутки по категории С1 (протокол ТКЗ ТУ «Южказнедра» № 881 от 19.07.2005 г.).
В 2005-06 г.г. ТОО компания «Гео-Инвест» была проведена разведка подземных вод туронских отложений с оценкой эксплуатационных запасов для технического водоснабжения нефтяного месторождения Коныс (ТОО СП «Казгермунай»). ГКЗ РК запасы утверждены в количестве 2500 м3/сут по категории В (протокол ГКЗ РК № 566-07-У от 30.01.2007 г.).
В 2008 г. ТОО НППФ «КазГИДЭК» выполнило переоценку эксплуатационных запасов подземных вод сенон-палеоценового водоносного комплекса на участке №1 Кызылкумского месторождения для производственно-технического водоснабжения опорной базы АО «Тургай Петролеум» (скв. №№ 7в, 8в). ЮКО ГКЗ РК утверждены эксплуатационные запасы по категории С1 в количестве 300 м3/сутки (протокол ЮКО ГКЗ РК № 1160 от 19.06.2008г.).
В 2008 г. ТОО НППФ «КазГИДЭК» выполнена разведка подземных вод водоносного комплекса сенон-палеоценовых отложений для технического водоснабжения ЦППН АО «СНПС-АЙ ДАН МУНАЙ» по водозаборному участку скважины № 1496. ГКЗ РК запасы утверждены по категории С1 в количестве 200 м3/сутки.
В 2008 г. ТОО компания «Гео-Инвест» была проведена оценка эксплуатационных запасов подземных вод сенон-палеоценового водоносного комплекса для производственно-технического водоснабжения объектов ТОО СП «Казгермунай» нефтепромысла «Нуралы» по водозаборному участку скважин №№ 1536, 1537. ГКЗ РК. Запасы утверждены по сумме категорий В+С1 в количестве 990 м3/сутки.
В 2009 г. ТОО «ГЕО-МУНАЙ ХХI» выполнена разведка подземных вод водоносного комплекса сенон - палеоценовых отложений для технического водоснабжения объекта ЦППН АО «СНПС–АЙ ДАН МУНАЙ» (нефтяное месторождение Блиновское) ГКЗ РК утверждены запасы по категории С1 в количестве 800 м3/сутки.
В 2009 г. ТОО «ГЕО-МУНАЙ ХХI» выполнена разведка подземных вод сенон-палеоценовых отложений для технического водоснабжения объекта ЦППН АО «СНПС-АЙ ДАН МУНАЙ» (нефтяное месторождение Арысское) ГКЗ РК утверждены запасы по категории С1 в количестве 500 м3/сутки.
В 2010 г. ТОО компания «Гео-Инвест» проведена разведка подземных вод сенон - палеоценовых отложений для технического водоснабжения объекта «Кумкольтранс Сервир» нефтепромысла Сарыбулак. ГКЗ РК утверждены запасы по категории С1 в количестве 995 м3/сутки.
В 2011г. ТОО «Производственная компания «Геотерм» выполнена разведка подземных вод водоносного верхнемелового коньяк-кампанского комплекса для хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения объектов АО «ПетроКазахстан Кумколь Ресорсиз» на нефтяном месторождении Кызылкия. ГКЗ РК утверждены запасы по категории С1 в количестве 750 м3/сутки.
В 2011г. ТОО «Производственная компания «Геотерм» выполнена разведка подземных вод водоносного верхнемелового туронского комплекса для производственно-технического и хозяйственно-питьевого водоснабжения объектов АО «ПетроКазахстан Кумколь Ресорсиз» на нефтяном месторождении Арыскум. ГКЗ РК утверждены запасы по категории С1 в количестве 500 м3/сутки.
