Гидрогеологические массивы Сахалина занимают значительно меньшую площадь (28 тыс. км2
), чем артезианские бассейны (50 тыс. км2) [203. С. 28]. Основным источником формирования аномалий считаются седиментационные воды, поступающие из акватории Татарского бассейна, которыми создается напор. Самым крупным артезианским бассейном на Сахалине является Северо–Сахалинский (26,5 тыс. км2). По гидродинамическим показателям он относится к равнинному типу с внутренней зоной создания напоров. На вертикальном разрезе по площадям артезианских бассейнов Сахалина наблюдается изменение состава и минерализации подземных вод. На участках антиклинальных складок наблюдаются аномально высокие (редко) пластовые давления. Границы гидрогеологических структур артезианских бассейнов ограничены дизъюнктивными нарушениями значительной амплитуды, что предопределяет изоляцию водонапорных систем от горных сооружений и формирование относительно невысоких напоров вод за счет внутренних областей водосбора. На северной и восточной границе бассейна установлены три гидродинамические зоны: свободного, затрудненного и весьма затрудненного водного обмена. В Северо–Сахалинском бассейне, и на примыкающих к нему площадях, происходит свободный водообмен. В зоне свободного водообмена состав воды близкий к водам земной поверхности. Зоны пресных и солоноватых вод имеют небольшую мощность. Состав пресных и слабо соленых вод бассейна – гидрокарбонатный, натриевый; соленых – гидрокарбонатно–хлоридпый, натриевый. Пресные воды гидрокарбонатного натриевого состава, питьевого качества [203. С. 25].В продуктивных пластах большинства месторождений минерализация воды (менее 1-3 г/л) возрастает в восточном и северном направлении. В некоторых поднятиях антиклинальных зон минерализация воды составляет 12-28 г/л. Подземные воды нефтеносных пластов отличаются небольшими абсолютными отметками статического уровня, не превышающими 40 м, газоносных – более высокими (до 108 м). Напорные воды практически не изучены. Водоносные породы обладают хорошими фильтрационными свойствами, дебит скважин – 5–15 л/с [204]. Минерализация подземных вод составляет 0,5 г/л, анионный состав гидрокарбонатный, катионный – смешанный. Ученый предполагает, что распространение минеральных и термоминеральных вод следует ожидать в верхнемиоценовом и верхне–среднемиоценовом водоносных комплексах. Нефтяные и газонефтяные месторождения Сахалина характеризуются повышенными температурными аномалиями на тех или иных срезах (500, 1000, 1500, 2000, 2500 м), а газовые месторождения – пониженными. Для продуктивных площадей характерно отсутствие четкой зависимости значений геотермической ступени от тепловых свойств пород.
Запасы газа приурочены к верхнему (первому) продуктивному комплексу месторождений северного Сахалина. Вблизи залежей нефти и газа наблюдается аномальная насыщенность вод газами. Залежи нефти и газа, приуроченные к дагинским отложениям, преимущественно расположены в зоне подземных вод полностью насыщенных газами, в основном метаном [203. C. 34]. Воды в указанной зоне относится к полузамкнутой геогидродинамической системе. На преобладающей площади она изолирована от влияния верхних вод и свободного обмена водой, но в горизонтальном направлении открыта.
Во втором продуктивном комплексе в основном сосредоточены запасы нефти, газа мало. Подземные воды второго комплекса более высокой минерализации, чем воды выше- и нижележащих толщ. Насыщение подземных вод газами возрастает в северном и восточном направлениях от области водосбора. Гидрохимическая зональность во втором продуктивном комплексе прослеживается преимущественно в горизонтальном направлении, в вертикальном разрезе она почти не проявляется. Минерализация наиболее часто изменяется от 10 до 20 г/л.