Ограниченные технические возможности парка буровых станков не смогли обеспечить многократного увеличения разведанных запасов нефти, все поисковые работы сосредотачивались на изучении надсолевых отложений, в которых в военные годы были открыты месторождения Кошкар Южный (1943г.) и Тентексор (1944г.). Строительство нефтепровода и нефтеперерабатывающего завода в г. Гурьеве (Атырау) диктовало необходимость более форсированных работ по поиску новых месторождений.
В послевоенный период Правительство СССР приняло ряд специальных решений, направленных на повышение буровых и строительных работ и нефтяной промышленности республики. Для усиления строительных и разведочных работ были организованы специальные тресты «Казахстаннефтестрой», Казахстаннефтеразведка», «Актюбнефтеразведка» и Казахстанское отделение Государственного геофизического треста. На промыслах стали широко внедряться мощные буровые станки, станки-качалки нормального ряда, тракторные подъемники. Изменилось на Эмбе направление буровых работ. Если в период Отечественной войны разведочное бурение осуществлялось главным образом вокруг существующих материально-технических баз, то после войны оно было перенесено в наиболее перспективные районы юго-востока Эмбы для выявления новых месторождений. А трест «Актобнефтеразведка» развернул работы в районе Актобе. В 1945 году было организовано производственное объединение «Казахстаннефть», в состав которого вошли все предприятия и учреждения разведки, добычи и переработки нефти в Казахстане. Важным событием явилось открытие мощной залежи нефти на Кулсарах и установление промышленной нефтеносности Толеса (Промышленность Казахстана за 40 лет, Казахское государственное издательство, Алма-Ата, 1957 г.).
Первые послевоенные годы отмечены открытием ряда месторождений: Мунайлы и Толес Южный в 1947 г., Каратон в 1948 г., Толес в 1958 г., Карсак в 1951 г. Вовлечение упомянутых месторождений в разработку повлекло за собой резкое увеличение годовой добычи нефти до 1,5 млн. т и многократное возрастание разведанных запасов.
С 1946 г. объемы геологоразведочных работ в Прикаспийской впадине резко возросли, проводились геофизические исследования, бурение глубоких опорных и параметрических скважин. Поисково-съемочные, аэрогеологические работы на обширных территориях Западного Казахстана сопровождались картировочным бурением, геофизическими, геохимическими, геоботаническими и др. исследованиями. В процессе изучения Прикаспийской впадины сложился рациональный комплекс нефтепоисковых работ, включающий гравиметрическую съемку, картировочное бурение, сейсморазведку и структурно-поисковое бурение. В 1946 г. было завершено издание карт масштаба 1:1 000000 листов M-40 и L-40. Одновременно проводилась геологическая съемка масштаба 1:200000. В Западной части Прикаспийской впадины работы проводила Юго-Восточная экспедиция ВНИГНИ, а в пределах северного ее борта - Западно-Казахстанская экспедиция Союзной геолого-поисковой конторы (СГПК) треста «Союзнефтеразведка». С 1948 г. на территории всей Прикаспийской впадины начала работать Аэрогеологическая экспедиция. Интенсивно велись разведочные работы в различных нефтеносных районах. На Эмбе они привели к открытию нефтяных месторождений: Теренозек (1951г.), Тажигали (1956г.), Караарна(1957 г.). Промышленная нефтеносность была установлена на Жыланской структуре (Актюбинское Приуралье). Из многочисленных военных публикаций, посвященных геологии, тектонике, нефтеносности Западного Казахстана, важное значение имеют труды А.Яншина, Ю. Никитиной, Ю. Косыгина, П. Аврова, Г. Айзенштадта, Н. Неволина, В. Вахромеева и др.
В послевоенный период начинается интенсивное совершенствование методики и техники сейсморазведочных, полевых и камеральных работ, создаются многоканальные сейсмические станции с социолаграфической записью. Изучаются районы Северного Устюрта, Актюбинского Приуралья, междуречья Урал-Волга, а также Торгайской, Тенизской впадин и южной части Западно-Сибирской плиты. С 1948 г. стал широко применяться корреляционный метод переломных волн (КМПВ). В 1947-1948 гг.
В Прикаспийской впадине начали выполняться региональные сейсмические работы. Работы методом первых вступлений проведены в Торгайской впадине и Прииртышье. С 1955 г. начали проводиться систематические сейсмические работы на территории Южного Мангыстау, начата обработка первых профилей КМПВ в Жаркентском прогибе. Возрастает число съемок с гравиметрами (до 35) и вариометрами (до 22). В Эмбинском районе и Актюбинском Приуралье съемкой масштабов 1:100000 и 1:200000 выявлены соляные штоки, установлена восточная граница распространения галогенных образований. Съемки для изучения нефтегазоперспективных районов проведены в Северном Казахстане и в Илийской впадине. С 1950 г. съемки гравиметром потеснили вариометрическую съемку, которая резко пошла на убыль. В 1953-1954 гг. практически завершены съемки масштаба 1:200000 с сечением через 2 мгл Зайсанской и Алаколской впадин. С 1953 г съемка масштаба 1:200000 проводится на Устюрте, в северном Приаралье. В пределах Шу-Сарысуской впадины выполняется съемка масштаба 1:200000 – 1:500000. В нефтегазоперспективных районах западного Казахстана развивались в основном съемка масштаба 1:200000 с изолиниями через 4 мгл. Электроразведочные работы в этот период широкого развития не получили, проводились лишь опытные исследования по изучению возможностей различных модификаций в нефте-, газоперспективных районах. Региональные аэромагнитные съемки масштаба 1:100000-1:500000 начали проводиться с 1959 г. на территории Западного Казахстана, их объем составил 956,5 тыс. кв. км. Аэромагнитная съемка прибором АЭМ-49 позволила повысить точность съемок (от +20 гамм до +5 гамм) и в осадочных бассейнах изучать особенности строения фундамента. Промысловая (каротажная) служба в 1946 г. выделяется в отдельную Гурьевскую нефтепромысловую контору. С этого времени в комплексе каротажных работ помимо измерений КС и ПС вводятся инклинометрия, боковое каротажное зондирование (БКЗ), кавернометрия, термометрия.
В становлении республиканских научных исследований по комплексному изучению недр Западного Казахстана большую роль сыграла выездная сессия АН КазССР, проведенная в г. Гурьеве в 1949 г. по инициативе академика К.И. Сатпаева. Тогда под его руководством, с участием видных ученых и специалистов в области нефтяной геологии, разработки, техники и технологии бурения, были рассмотрены основные проблемы поисков и разведки, добычи и транспортировки углеводородов, нефтехимии и др. Были намечены основные пути дальнейшего развития нефтегазовой отрасли в Западном Казахстане. Важное значение имела также Всесоюзная научно-техническая конференция по проблеме эффективности поисковых, разведочных и эксплуатационных работ на нефть и газ (г. Гурьев, 1959 г.). Идеи академиков К.И. Сатпаева и А.Л. Яншина о необходимости резкого расширения фронта нефтепоисковых работ выходом за пределы старой Эмбы и охватом невскрытых глубин были вскоре обоснованы учеными и воплощены в жизнь организаторами отрасли. Здесь следует отметить заслуги В. Федынского, Н. Байбакова, П. Аврова, Б. Дьякова, П. Неволина, Ю, Васильева, Н. Чарыгина, С. Оруджева, П. Еникеева, С. Утебаева, Н. Калинина, Ж. Досмухамбетова, Н. Имашева, Г. Хакимова и др.
В 1956 г. было организовано Министерство геологии Казахской ССР, ознаменовавшее собой централизованное планирование и целенаправленное проведение всего комплекса геологоразведочных работ, направленных на дальнейшее наращивание минерально-сырьевых ресурсов республики в целом и углеводородного сырья, в частности. В те годы в западном Казахстане нефтепоисковые работы и добычу нефти осуществляли объединение «Казахстаннефть», тресты «Актюбнефтеразведка», «Уральскнефтегазразведка», «Аэрогеология», Казахстанская геофизическая контора вошла с состав Министерства геологии республики.
В конце 1958 г. в г. Гурьеве Министерством геологии и охраны недр КазССР было создано Западно-Казахстанское геологическое управление, объединившее все нефтепоисковые буровые предприятия Западного Казахстана. ЗКГУ за время своей деятельности принимало непосредственное участие в открытии важнейших нефтегазовых месторождений Прикаспийской впадине (кроме Тенгиза), на Мангыстау и полуострова Бозащи. В 1959-1960 гг. выявлены крупные залежи нефти на Кенкияке (Актюбинская область) и Прорве. Первая глубокая скважина на Прорве 11 августа 1960 г. дала мощный фонтан нефти и газа. В результате усиления геолого-разведочных работ в междуречья Урал-Эмба были открыты новые месторождения Мартыши (1962), Юго-Западный Камышитовый (1962), Жанаталап (1964), Гран и Октябрьское (1969). Добыча нефти на Эмбе в 1968 г. достигла 2 млн. т, а в 1972 – 3 млн. Т
К началу 60-х гг. вместо роторного бурения стало внедряться более скоростное турбинное бурение, увеличился парк буровых станков, значительно возросли их технические возможности, позволившие осваивать глубины до 3,0-4,0 тыс. м, что отразилось, прежде всего, на региональном изучении Прикаспийской впадины путем бурения глубоких, опорных и параметрических скважин, применения на всех этапах исследований комплекса геофизических методов разведки (сейсморазведки, гравиразведки, ГЗС и всех видов каротажа). Одновременно было осуществлено коренное техническое усовершенствование отрасли и интенсификация добычи нефти: площадная закачка воды, гидравлический разрыв пласта, химическая обработка призабойных зон, форсированный отбор жидкости, различные виды перфорации и др.
Конец 50-х и начало 60-х гг. Также характеризуется вовлечением в сферу поисковых работ новых регионов, в частности, Южного Мангыстау. Для более детальной разведки месторождений нефти и газа в этом районе в 1957 г. в составе объединения «Казахстаннефть» был организован трест «Мангышлакнефтегазразведка», перешедший затем в подчинении Западно-Казахского геологического управления Министерства геологии Казахской ССР. В условиях безлюдной и безводной пустыни, в совершенно необжитом и отдаленном от крупных городов, железнодорожных и водных путей региона в короткий срок был открыт новый крупный нефтегазоносный бассейн – Южно-Мангыстауский. В 1961 г. на структуре Узень при бурении структурной скважины №18 с глубины 367,5 метров впервые на Южном Мангыстау был получен фонтан газа, после чего на площади Узень форсированными темпами проводилось разведочное бурение. В результате разведочная скважина №1 при опробовании с глубины 1248-1261 метра дала фонтан нефти с дебитом 80 кубических метров в сутки при штуцере 10 мм. В дальнейшем промышленные залежи нефти на площади Узень подтвердили фонтаны нефти, полученные из того же горизонта в скважинах №2 и №22. В 1959 г. было начато поисковое бурение на структуре Жетыбай. В 1961 г. из разведочной скважины № 6 месторождения Жетыбай был получен нефтяной фонтан. Таким образом, в 1961 г. на южном Мангыстау почти одновременно были открыты два нефтяных месторождения – Узень и Жетыбай.