Первые научные исследования Устюртского региона начаты еще в XIX веке. Работы Гумбольдта А. Ф. (1843 г.), Северцева И. А. (1857 г.), Богданова М. Н. (1875 г.), Барбот де Марни

Верхнепалеозойский водонапорный комплекс
повсеместно представлен крепкими (более 100 г/л) хлоркальциевыми рассолами, обогащёнными метановыми водорастворёнными газами. Минерализация вод меняется от 210 – 223 г/л (пл. Каракудук) до 177 г/л (пл. Центральный Кушкаир) и 169,9 – 200 г/л (пл. Аджибай), их плотность доходит до 1,123 г/см³. Отмечается высокое содержание микрокомпонентов в скважинах площадей Каракудук и Западный Барсакельмес: йода 6,1 – 45,7 мг/л, брома 58,7 – 56,7 мг/л. Пробы воды, отобранные из палеозойских отложений некондиционны, но в то же время отмечается повышенное содержание битумного углерода (до 7,7 мг/л), нафтеновых кислот (до 3,1 мг/л), бензола и фенолов. По А.В. Сулину они принадлежат к хлоркальциевому типу, классу S₁, S₂, А₂, хлоридной группе, подгруппы натриевых вод. По Пальмеру - воды III класса, жесткие. В ионно-солевом составе воды содержание суммы натрия и калия составляет 12,9 - 20,1 г/л, кальция – 0,23 - 0,75 г/л, магния – 0,168 - 0,404 г/л, хлора – 20,2 - 30,3 г/л, сульфатов – 0,11 - 0,24 г/л. Воды характеризуется низкой сульфатностью.Реакция вод слабо-кислая (ph = 5,35 - 6,9).
Описанная гидрохимическая характеристика пластовых вод верхнепалеозойского водонапорного комплекса свидетельствует о гидродинамической изолированности верхнепалеозойских образований и невозможности больших перетоков пластовых вод, что является благоприятным фактором для формирования и сохранения скоплений углеводородов.
Юрский водонапорный комплекс по своему химическому составу представлен высокоминерализованными рассолами хлоркальциевого типа, хлоридной группы, подгруппы натриевых вод с общей минерализацией до 183,5 г/л и плотностью – 1,09 – 1,116 г/см³. В ионно-солевом составе вод нижнеюрского водонапорного комплекса содержание ионов натрия+калия составляет 16,02 – 57,3 г/л, кальция – 0,7 – 7,2 г/л, магния – 0,24 – 1,7 г/л, хлора – 26,57 – 89,3 г/л, сульфатов – 0,39 – 0,079 г/л.
Для вод нижнеюрского водонапорного комплекса характерна низкая сульфатность. Концентрация микрокомпонентов: йода – от 0,0013 до 0,1529 г/л, брома – 0,0086-0,532 г/л. Нижнеюрские пластовые воды характеризуются большими объёмами растворённого газа. В составе газов преобладает углеводородная часть. Анализы пробы воды, отобранной из нижней юры (J₁) в скважине 6 были выполнены в лаборатории нефтегазовой гидрогеологии АО «ИГИРНИГМ». Из этой таблицы видно, что эта проба представляет собой пресную воду с минерализацией – 0,7 г/л, кислой реакцией среды (рН – 6,0), коэффициентом метаморфизации – 0,33 и высокой сульфатностью – 0,19.
Тип воды по А.В. Сулину – хлоридно-кальциевый. В пробе воды установлено содержание Са (0,15 г/л), Мg (0,02 г/л) и SO₄ (0,05 г/л). Содержание микрокомпонентов: из-за нехватки воды йод и бром не определялись, бор отсутствует.
Среднеюрские пластовые воды получены во всех пробуренных разведочных скважинах месторождения Бердак-Шимолий Бердак. При опробовании среднеюрских отложений дебит пластовой воды по скважинам месторождения Бердак-Шимолий Бердак варьировался от 1,142 м³/сутки (скважина 2, интервал перфорации 2459 - 2462 м) до 46 м³/сутки (скважина 1, интервалы перфорации 2662 - 2654, 2641 - 2636, 2620 - 2615 м). Плотность воды – 1,07 – 1,12 г/см³.
По химическому составу среднеюрские воды Устюртского региона характеризуются высокой концентрацией ионов хлора – 19,5 – 99,8 г/л, натрия – 3,8 – 62,4 г/л, содержание ионов кальция –0,1– 8,0 г/л, магния – 0,003 – 4,7 г/л, сульфатов – 0,01 – 1,7 г/л, гидрокарбонатов – 0,04 – 0,42 г/л. Реакция вод слабокислая (рН = 4,6 – 6,4).
Из микрокомпонентов в водах средней юры присутствует йод 1,6 – 19,83 мг/л, бром – 11,22 – 298,26 мг/л, окись бора – 3 – 17,4 мг/л.
По результатам анализа пробы среднеюрской воды из скважины 3 (интервал перфорации 2582 – 2576 м, J₂^2а), она представляет собой крепкий хлоркальциевый рассол. По классификации В.А. Сулина эта вода относится к хлоркальциевому типу, класса S₁, S₂, A₂, хлоридной группы натриевой подгруппы.
Учитывая высокую плотность (1,116 г/см³), минерализацию (178,03 - 187,65 г/л), низкий натрий-хлорный коэффициент (0,74), пониженную сульфатность (0,001), высокое содержание сульфат-ионов (0,288 г/л) и повышенное гидрокарбонат-ионов (0,396 г/л), слабокислую реакцию среды (pH = 6,0), а также значительно повышенное содержание ионов кальция (9,299 г/л) и магния (4,231 г/л) можно сделать вывод, что вода отобранная из скважины 3 по основным физико-химическим параметрам идентична пластовой воде среднеюрских терригенных отложений северо-восточной гидрохимической зоны Судочьего прогиба и представляет собой высокометаморфизованную, низко-сульфатную седиментогенную и древнеинфильтрогенную пластовую воду.
Воды, приуроченные к пластам верхней юры, представляют собой хлоридно-кальциевый тип хлоридной группы, подгруппы натриевых вод с общей минерализацией 114,1 – 163,9 г/л. Плотность воды 1,075 – 1,116 г/см³. Содержание йода – 0,0097 – 0,0236 г/л, брома – 0,3848 – 0,5624 г/л.
В содержании ионов сульфатов наблюдается незначительное увеличение его вверх по разрезу, а ионы гидрокарбонатов уменьшаются в этом же направлении.
При опробовании отложений верхней юры в скважинах ГКМ Бердак-Шимолий Бердак были получены притоки пластовой воды дебитом от 1,512 м³/сутки (скв. 4, интервал перфорации 2012 - 2016 м) до 18,14 м³/сутки (скв. 4, интервал перфорации 1896 - 1888 м), плотностью – 1,08-1,1 г/см³ .
Как видно из проба верхнеюрской воды из скважины 9 (интервал перфорации 1577-1566 м, пласт J₃¹¹), представляет собой слабо-солоноватую воду с минерализацией – 1,28 г/л, кислой реакцией среды (рН – 6,0), коэффициентом метаморфизации – 0,7 и высокой сульфатностью – 0,42. Тип воды, по классификации В.А.Сулина, хлоридно-магниевый. В пробе воды установлено наличие: Са (0,1 г/л), Мg (0,07 г/л) и SO₄ (0,23 г/л). Содержание микроэлементов: I – 7,7 мг/л, В₂О₃– 3,84 мг/л, бром – отсутствует.
Проба верхнеюрской воды из скважины 14 (интервал перфорации 1991 - 1988 м, пласт J₃⁹) представляет собой слабосолоноватую воду с минерализацией – 7,2 г/л, кислой реакцией среды (рН – 7,0), коэффициентом метаморфизации – 0,83 и высокой сульфатностью – 0,17. Тип воды, по классификации В.А.Сулина, хлоридно-кальциевый. В пробе воды установлено наличие: Са (0,591 г/л), Мg (0,09 г/л) и SO₄ (0,8 г/л). Содержание микроэлементов: I – 3,3 мг/л, Br – 25,2 мг/л, В₂О₃ – 3,48 мг/л.
Геохимический облик изученных вод свидетельствует о высокой застойности гидрогеологической обстановки и о явном преобладании метаморфизованных седиментационных вод.