Как использовать limit_req и не зарезать поисковики

Таким методом тыка можно потерять кучу клиентов.

Этим и отличается, умелый тык от неумелого )

Изначально мысль состоит в том, чтобы они туда не попали. А не в том чтобы их потом оттуда вытаскивать.

А они туда и не попадут. На основании базы IP-шников (проверенных PTR-ами) и User-Agent-а запрос попадает в location с высоким или отсутствующим limit_req. Можно конечно базироваться чисто на User-Agent-е, но шерстящие боты зачастую очень любят использовать User-Agent от Яндекса или Google и получается, что цель озвученная в топике достигнута не будет.