Таким образом, к концу 20-х гг. геологоразведочные работы расширились, чему способствовал охват геологоразведочными работами значительной части Актюбинской области. В течение 5 лет изучением нефтяных богатств Западного Казахстана занимались135 геологических и геофизических партий. Это привело к значительному росту объемов работ. Например, если до национализации нефтяных богатств края было пробурено 42328 п.м. скважин (в среднем 5300 м в год), то после 1920 г. пробурено 284 тыс. п.м.(в среднем 20600 п.м. в год). С 1920 по 1929 гг. на промыслах Урало-Эмбинского района было добыто 1630 тыс. т нефти, или на 19% больше по сравнению с количеством, полученным за весь дореволюционный период. Максимальная добыча была достигнута в 1931 г. – 417536 т. Совет Народных Комиссаров КАССР принял специальное постановление «О мероприятиях по развитию Эмба-Нефти» от 29 января 1934 г. №86, в котором обязал «Эмбанефть» ввести в эксплуатацию месторождение Косшагыл и Искене, а также построить там же электростанции, соорудить нефтехранилища и построить водопровод. Особое внимание в постановлении обращалось на необходимость строительства железной дороги Макат – Косшагыл и ветку на Искене. Не остались без внимания и вопросы создания нефтяниками нормальных условий, рекомендовано построить жилые дома на нефтепромыслах и в г. Гурьеве, а также создать подобные хозяйства (огороды, молочные фермы, животноводческое хозяйство). Кроме того, рекомендовать соответствующим органам решить вопрос о вербовке для работы на нефтяных промыслах 200 рабочих и 100 квалифицированных специалистов строительных специальностей (Атырауский областной государственный архив, фонд 7, опись 38, стр. 1,2).
С 1925 г., вслед за появлением первых геофизических опытов в Европе (1912-1916 гг., Этвеш), в Эмбинском нефтеносном районе началось применение геофизических методов исследований, в частности, была опробована съемка гравитационными вариометрами Z-40 под руководством Б. Нумерова. Измерения силы тяжести с помощью крутильных весов сразу же подтвердили свою эффективность при картировании и определении глубины залегания соляных ядер куполов в условиях Прикаспийской впадины. В 1930 г. при создании геологоразведочной конторы в тресте «Эмбанефть» был организован самостоятельный гравиметрический сектор под руководством будущего советского академика Э. Фотиади. В 1932 г. геологоразведочная контора, вследствие наращивания объемов работ, отделилась от треста, а позднее была преобразована в трест «Казнефтегеофизика». К 1940 г. Было выполнено 92 съемки в масштабе 1:100000 – 1:200000. С 1932 г. при детализации солянокупольных структур использовались съемка масштаба 1: 25000 -1: 50000. В 1939-1937 гг. территория Устюрта была покрыта редкой сетью маятниковых наблюдений. В 1940 г. на смену достаточно дорогостоящим вариометрам типа Z-40, S-20 и др. стали применяться высокопроизводительные и более экономические гравиаметры различных типов.
Первые опытные сейсморазведочные работы с использовыанием метода преломленных волн (МПВ) были поставлены в 1929 г. в Эмбинском нефтеносном районе с целью изучения соляных куполов. Благодаря применению МПВ появилась возможность повысить достоверность определения конфигурации и глубины залегания ядер соляных куполов. Начиная с 1934 г., начали проводиться опытные работы методом отраженных волн (МОВ) с целью выяснения возможности расчленения надсолевых отложений. В 1931-1935 гг. выполнены сейсмические работы МПВ и, частично, МОВ в Торгайской впадине, где определена глубина залегания палеозойского фундамента. В 1935-1936 гг. южнее г. Шымкента выполнена сейсморазведка МПВ с целью поисков депрессий в палеозойском фундаменте. В 1938-1948 гг. МОВ, а в 1940 г. МПВ позволили расчленить мезозойско-кайнозойскую толщу пород на северном погружении Центрально-Казахстанского палеозойского массива под осадочные отложения Западно-Сибирской плиты в районе г. Петропавловска. С 1934 г. сейсморазведка в значительных объемах проводилась трестами «Эмбанефть» и «Актобенефтеразведка», а с 1939 г. «Казахстаннефтекомбинатом». Объемы сейсморазведочных работ непрерывно росли, причем на Западный Казахстан приходится 4620 км из 5331 км-ого профиля сейсморазведки, выполненной на 35 структурах. Период становления сейсморазведки характеризуется ее опробованием для решения конкретных геологических задач.
Электроразведка методом профилирования впервые опробована в 1929 г. партией Госгеолкома на соляно-купольных структурах Прикаспия. С 1930 г. совместно с фирмой Шлюмберже в Эмбинском нефтеносном районе метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) проводился вплоть до 1934 г., однако, ввиду невозможности проведения количественной интерпретации данных ВЭЗ, работы этим методом надолго прекратились. В 1936 г. в Прикаспии впервые был опробован метод теллурических зондирований. Опытные магнитометрические исследования, проводимые с 1929 г. на куполах Доссор, Искене, Новобогатинск, Жаманкейкебас, показали, что магниторазведка не эффективна при изучении солянокупольных структур, и поэтому в 1931-1937 гг. проводилась лишь генеральная государственная магнитная съемка с очень редкой сетью наблюдений. Промысловые (каротажные) геофизические исследования в скважинах начали проводиться в 1932-1934 гг. на промыслах Доссор, Макат (трест «Эмбанефть») и Мортук, Жуса и др. (трест «Актюбнефтеразведка»). Каротаж скважин проводился совместно с фирмой Шлюмберже методами кажущихся сопротивлений (КС) и самопроизвольной поляризации (СП). Начиная с 1938 г. во всех структурно-поисковых скважинах проводится электрический каротаж. В это время в г. Гурьеве создается самостоятельная контора электроразведки (начальник М. Кадысов), обслуживавшая промыслы треста «Эмбанефть». Отдельная партия проводила каротаж и на промыслах Актюбинской области.
С ростом добычи нефти все острее ощущалась проблема ее транспортировки, осуществлявшаяся железнодорожным и водным транспортом. Построенные в 30-х гг. нефтепроводы Доссор-Гурьев, особенно нефтемагистраль Каспий-Орск, через промыслы Актюбинской области, имели огромное народнохозяйственное значение. Нефтепровод Каспий-Орск был построен за 3 года, в октябре 1935 г. он вступил в строй. По этому нефтепроводу 65% эмбинской нефти перекачивалось в Орск.
Форсирование поисково-разведочных работ и открытие ряда месторождений в 30-годы диктовалось необходимостью создания прочной сырьевой базы нефтегазодобывающей промышленности на востоке страны на случай военных действий, наступление которых с каждым годом ощущалось все острее. В 1937 г. трестом «Казнефтеразведка» открыто месторождение Кулсары. Интенсивные нефтепоисковые работы, проведенные комбинатом «Казахстаннефть» (после упразднения комбината «Эмбанефть»), увенчались открытием и вводом в эксплуатацию в сжатые сроки таких месторождений, как: Нармонданак, Бекбике и Жолдыбай в 1941-1942 гг. Таким образом, 30-е годы и начало 40-х гг. ознаменовались открытием основных нефтегазовых месторождений Южной Эмбы и созданием прочной сырьевой базы нефтегазодобывающей промышленности на востоке бывшего СССР. Годовая добыча нефти в 1940 г. достигла 750 тыс. тонн. Однако степень изученности территории Прикаспия была крайне неравномерной, детально геолого-геофизические исследования были сосредоточены в районах Эльтона, Баскуншака, Индера и на отдельных нефтяных месторождениях Эмбинского района, а обширные территории Центрального Прикаспия не были покрыты даже рекогносцировочными маршрутными съемками. Из 400 перспективных структур, известных в то время, лишь на 38 структурах проводилось разведочное бурение.
Суровым испытанием для всей страны стала Великая Отечественная война (1941-1945 гг.) В целях возмещения производства временно прекративших свою деятельность нефтяных районов Майкопа и Грозного, важнейшей военно-хозяйственной задачей было всемерное форсирование добычи нефти в Казахстане, от успешного разрешения которой зависело удовлетворение первоочередных нужд народного хозяйства страны и боеспособность Советской Армии. Добыча нефти в 1941-1945 гг. составляла в среднем 800 тыс. т в год.
В годы Великой Отечественной войны геологические исследования были концентрированы в Урало-Эмбинской нефтеносной области. Значительные объемы поисково-съемочных и сейсморазведочных работ, картировочного и структурно-поискового бурения были сосредоточены на соляных куполах – Нармонданак, Кузбак, Кызылжар, Мунайлы, Кошкар, Дюсеке и др. Часть куполов была вовлечена в промышленную разведку глубоким бурением. При этом промышленные залежи нефти были выявлены на Мунайлы, Жолдыбае, Нармонданаке и Кулсарах, которые до 60-х годах являлись основными объектами эксплуатации. Продолжались исследования Мангыстау. В «Краткой пояснительной записке к вопросу о полезных ископаемых на Мангышлаке», составленной старшим геологом Мангыстауской геологоразведочной экспедиции Чувелевым, в частности, говорилось: «Антиклинальный характер строения пород на Мангышлаке, а иногда характер диапиризма (ядер протекания по типу Урало-Эмбинского района) указывают на возможное скопление нефти в недрах Мангышлака. В долине Тюбеджик в 50 километрах от Форта-Шевченко в нижних меловых отложениях Ханга-бабинской антиклинали обнаружены породы с явным признаком нефтеностности» (Мангыстауский областной государственный архив, фонд 17, опись 1, дело 626). Все эти сведения стали основой для дальнейшего изучения Мангыстау. Эффективное применение геофизических методов исследований для выявления перспективных на нефть структур обусловило организацию в 1943 г. Казахского отделения Государственного геофизического треста, несколько позже – специализированного треста «Казахстаннефтегеофизика». В состав треста входило 5 геофизических партий.