Khartoums regering synes ikke at være interesseret i fred, siger politikere, mens mange tusinde er på flugt.
Mindst 20.000 mennesker er flygtet fra Sudans Abyei-region til Agok i syd, efter at hæren fra Nordsudan er rykket ind i det omstridte område.
- Vi har ikke de nøjagtige tal, men omkring 20.000 er i Agok, siger en FN-talskvinde, Hua Jiang.
Nordsudanske styrker gik ind i Abyei i weekenden.
En minister, Luka Biong Deng, forlod tirsdag regeringen i Khartoum i protest mod, hvad han kalder "krigsforbrydelser" i Abyei.
- Vi havde håbet, at vi kunne få to overlevelsesdygtige stater, som kunne have gode relationer, men dem i Khartoum synes ikke at være interesseret i fred, siger Biong Deng, som er en fremtrædende politiker i Sydsudans nationale enhedsregering.
Sudans regering har indtaget Abyei på et tidspunkt, hvor der kun er få uger til, at det sydlige Sudan opnår international anerkendelse som uafhængig stat efter en folkeafstemning i området tidligere i år.
Abyei ligger midt i en olierig region, og det sydlige Sudan gør krav på byen. Den har siden en fredsaftale fra 2005 en særlig status, og der er international vrede over Khartoum-regeringens "ulovlige" besættelse af byen.
USA afviste mandag at stryge Sudan fra den amerikanske terrorliste, som der ellers har været taget skridt til. Det sker med henvisning til det seneste overfald på Abyei.
/ritzau/AFP