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

Верхний мел – К₂.
Верхнемеловые отложения представлены осадками всех ярусов, которые в литологическом отношении подразделяются на два комплекса: терригенный (сеноманский и туронский ярусы) и карбонатный (сенонский надъярус).
Сеноманский ярус – К₂ s.
Отложения сеномана представлены толщей переслаивающихся зеленовато-серых глин, песчаников и алевролитов. Глины алевритистые и песчанистые, микрослоистые, со скоплениями обуглившегося растительного детрита, с включением фауны гастропод, фораминифер и фосфоритовых стяжений.
Песчаники, в основном, мелкозернистые, слюдистые, кварц-полевошпа-тового состава, рыхлые, глауконитовые.
Глины алевритистые и песчанистые, серые, серо-зеленые, темно-серые, микрослоистые со скоплениями обуглившегося растительного детрита с включениями раковин гастропод и фораминифер.
Алевролиты серые, зеленовато-серые, глинистые, кварц-полевошпато-вого состава с включениями глауконита, фосфатных стяжений, плотные, прослоями рыхлые. Ожидаемая мощность сеноманских отложений в проектируемых поисковых скважинах составит 220м.
Туронский ярус – К₂t.
Для туронских отложений характерно чередование песчано-алевролито-глинистых пород. Алевритоглинистые породы являются превалирующими в нижней части туронского разреза. Глины темно-серые с зеленоватым оттенком, песчано-алевритистые, содержат фауну фораминифер. Верхняя часть туронского разреза представлена в основном, песчаниками светло-серыми с зеленоватым оттенком мелкозернистыми, кварц-полевошпатовыми, крепкими, глинистыми с включениями фосфоритов и глауконитов. Встречаются маломощные пропластки песков. Верхняя часть отложений местами размыта.
В проектируемых поисковых скважинах туронского яруса ожидается вскрыть с мощностью 150м.
Сенонский надъярус – К₂ sn.
Сенонский надъярус характеризуется накоплением карбонатных и частично глинистых пород. В основании залегает пачка известковистых песчаников с галькой фосфоритов и глауконита. Остальная часть сенонского разреза состоит из серовато-зеленого и светло-серого мергеля с тонкими линзовидными прослоями глины и писчего мела. Мергель содержит включения фауны и пиритизированные растительные остатки. Верхняя часть отложений состоит из известняков глинистых, серовато-зеленых и голубовато-серых, переходящих нередко в мергели и известковистые глины. Ожидаемая мощность сенонских отложений в проектируемых поисковых скважинах составит 25м. Общая мощность верхнемеловые отложения составляет 395м.