В чем ошибка применения функции sleep()?
1. такие задачи нужно выполнять через консоль, а не вэб. 
2. sleep тут вообще ни к месту.
Вы получаете ошибку, потому как nginx не дождался ответа от php, который ожидает ответ от mysql, который лопатит ваш не хилый запрос на получение. 
Разбивайте на части, управляйте этим в коде. Как уже указано, запускайте php не через nginx, а в cli. Записывайте не построчно, а тоже блоками. 150 000 это много, попробуйте блоки по 1000, а может и меньше. 
Откуда взялся sleep? Если это троттлинг, то 30 секунд как то очень много.